同治十年（1871）沙俄侵占伊犁后，挟其军事威势，派考尔巴斯（Kaulbars）出使喀什，同治十一年（1872）五月初三日，与阿古柏订立“通商条约”（即“俄阿条约”），俄国承认阿古柏为“哲德沙尔”领袖，阿古柏同意沙俄在南疆通商、建立牙行、设置商务专员等，俄国货物的关税定为百分之二点五。此后，俄国的商货、军火不断地输入南疆。

早在同治五年（1866），沙俄就同阿古柏政权达成非正式协议，彼此同意不干涉对方的行动，互给对方入境追捕逃犯的权利。此后不久，沙俄伺机侵占了霍尔果斯河以西的两个卡伦，控制了伊犁河上游的特克斯河谷，并不断进行武装挑衅。同治九年七月，俄军占领穆扎尔特山，扼住了伊犁通往南疆的咽喉。同治十年（1871）五月初，沙俄乘阿古柏侵占乌鲁木齐并向东进犯之际，借口安定边境秩序，派郭尔帕科甫斯基率兵长驱直入，大举进犯伊犁。五月十七日，攻占伊犁九城及附近地区。旋设官分治，移民垦植，在伊犁地区进行殖民统治。同时，派兵四处扩张，控制了北起塔城、额敏河，南至晶河（今精河）、库尔喀喇乌苏（今乌苏）的准葛尔盆地西部地区，并向其他各地渗透。

轮船招商局是近代中国最早的新式航运企业。同治十一年（1872）七月，李鸿章饬令浙江海运委员、候补知府朱其昂筹办，十一月正式成立于上海。因朱其昂经营不善，同治十二年（1873）六月，李鸿章委任唐廷枢为总办，改组全局，重订《局规》及《章程》。朱其昂、徐润、盛宣怀、朱其诏先后任会办。唐、徐专管轮运、招股等事宜，朱、盛负责漕运和官务。第一期资本一百万两（用近十年才凑足）。名为商办，实由官商合办。在天津、牛庄、烟台、汉口、福州、广州、香港及国外的横滨、神户、吕宋、新加坡等十九个重要商业港口设有分局。光绪三年（1877）以银二百二十二万两高价购进美商旗昌轮船公司一批旧船和设备，船只由十二艘增至三十余艘，成为一支实力可观的商船队。招商局因遭外国轮船公司的忌恨、竞争与排挤，业务一度难以维持，中法战争期间，经马建忠之手，暂时售与旗昌洋行。光绪十一年（1885）收回局产后，李鸿章派盛宣怀督办全局，马建忠、谢家福为会办，招商局由官商合办改为官督商办，但仍连年亏损。宣统元年（1909）归邮传部管辖。

早在同治七年（1868），容闳曾通过江苏巡抚丁日昌向清政府条陈，其中有一条便是选派青少年赴美留学。此后，曾国藩、李鸿章等接受容闳的建议，并一再上奏清政府，申述选派幼童出洋学习的重要性。同治十年（1871）七月，又奏上出洋游学章程并获准。同治十一年（1872）七月八日，第一批幼童詹天佑、梁敦彦、黄开甲等三十人，由陈兰彬、容闳率领，从上海启程，赴美留学。至光绪元年（1875）九月，前后派出四批，共一百二十名。

同治十一年（1872）二月初四日，曾国藩在南京病死，终年六十二岁。曾国藩，湖南湘乡人，出生于清嘉庆十六年（1811），道光进士，曾任四川乡试正考官、翰林院侍讲学士、内阁学士等，擢礼部右侍郎，历署兵、吏等部侍郎。为军机大臣穆彰阿门生，又从倭仁、唐鉴讲习程朱理学。咸丰三年（1853），奉命帮办团练，后扩编为湘军。次年正月，发布《讨粤匪檄》，率湘军剿杀太平军。四月初二日败于靖港，愤而投水自杀，遇救。八月，又率军攻占武汉。九月，加兵部侍郎衔，率部东下，破田家镇。十一月（西历1855），攻江西九江、湖口，不久，水师败绩，武汉为太平军克复，曾遂困守南昌。咸丰六年（1856）秋，太平天国发生内讧，曾国藩乘机反扑，十一月，再陷武汉。咸丰八年（1858）四月，占领九江。咸丰十年（1860）六月，授两江总督，并命为钦差大臣，督办江南军务，所有大江南北水陆各军皆归其节制。次年八月，督其弟曾国荃部攻陷安庆。十月，奉命统辖苏、皖、赣、浙四省军务，巡抚、提督以下各官悉归节制。同治元年（1862）春，为协办大学士。同治三年（1864）六月，湘军攻破天京（今南京），太平天国失败。曾国藩旋加太子太保衔，封一等候爵。次年五月，奉命督办直隶、山东、河南三省军务，镇压捻军。同治五年（1866）十一月，回两江总督原任。次年授大学士。曾与李鸿章等在上海创办江南制造总局等军事工业。同治七年（1868），调任直隶总督。同治九年（1870），奉命办理天津教案，屈从法国侵略者，杀害无辜良民，受到社会舆论谴责。旋调任两江总督。死后，清廷追赠太傅、谥文正，其一等侯爵由其子曾纪泽承袭，有《曾文正公全集》。

同治十三年（1874）九月，中日订立《台事专条》，中国承认琉球难民为日本国属民，日军侵略台湾为“保民义举”，给日本正式吞并琉球留下口实。光绪五年（1879）三月八日，日本侵占琉球，改置冲绳县。四月初八日，美国前总统格兰特抵天津，晤李鸿章，“慨然以调处自任”。五月初十日，总理衙门照会日使，反对废琉球改置冲绳县。十四日，琉球官员向德宏抵津，向李鸿章请援。十六日，日本政府向格兰特表示，愿与中国直接谈判，不愿第三国过问。格兰特劝中国“宽让”，并以“中日失和交战”威胁清廷。光绪六年（1880），日本派代表来华谈判，要求清廷承认日本吞并琉球。李鸿章建议清廷用“延宕”之法，此后，再不提琉球问题了。

格致书院是晚清新式书院。同治十三年（1874），科学家徐寿、英国传教士傅兰雅共同发起于上海公共租界，光绪元年（1875）落成。王韬曾任监院。聘请西洋教师讲授化学、矿学知识，按期延伸请中外名人学士讲演格致原理。书院设有博物院、藏书楼，供学生学习或阅览。光绪十年（1884）改为中等学校，由公共租界工部局接管。

同治十三年（1874）十二月同治帝病逝，醇亲王奕譞之子，4岁的载湉即位，即为光绪帝。同治十八年时即行亲政，这不过掩人耳目罢了，一切军政大权仍掌握在慈禧太后的手中。初两宫皇太后为同治帝择婚，东宫有意于户部尚书崇绮女阿鲁特氏，西宫得意凤秀之女富察氏，而同治帝挑选了东宫所拟定的，慈禧太后非常不高兴。同治十一年（1872）九月册立阿鲁特氏为皇后，富察氏为慧妃。慈禧太后告诫同治帝要少接近皇后，而移于慧妃，并派内监进行监视。同治帝不满慈禧太后的限制，独居乾清宫，成天与小太监游戏打闹，有时在内侍的导引下逛酒馆妓院。这样天长日久，不仅学业荒废而且身体也越来越坏。同治十三年（1874）底，病逝于养心殿，时年十九年。关于同治帝之死，众说纷纭，一说为天花致死，一说为染梅毒不治而亡。同治帝皇后阿鲁特氏因慈禧太后待之甚虐，不久亦吞金而亡。

光绪元年（1875）正月二十日，光绪帝即位，年仅四岁。光绪帝名载湉，醇亲王奕譞子。他即位后，年号“光绪”，太后那拉氏再度垂帘听政。

光绪元年（1875），清廷命南洋大臣沈葆桢督办南洋海防事宜，筹建新式海军。光绪五年（1879），沈葆桢病死，筹办海军事务由北洋大臣李鸿章一手主持。光绪十年（1884）初具规模，有巡洋舰、炮舰等十七艘，多由江南制造局和福州船政局制造，也有购自外国（主要是英国）者。分驻江宁（今南京）、吴淞及浙江等地，负责东南海防。实力远在北洋之下。光绪二十一年（1895）甲午战败、北洋海军覆灭后，南洋海军部分舰船曾调防北洋。宣统元年（1909），清廷成立海军事务处，将南、北洋各兵舰改编为巡洋舰队和长江舰队。