兰州织呢局是在制造局的基础上创办的，其性质依然是官办军工企业，名称是甘肃织呢总局。
赖长主持制造局和织呢局两个局的局务，但主要精力放在织呢局。他把厂址选择在兰州通远门（今小稍门）外畅家巷南侧前路后营基址，这样可以不必另外购买民基，又可以营地作堡。两个局在一起，织呢局的机器安装和维修及一些简单的机械制造，均可由制造局承担。
兴修厂房的事仍由赖长主持，协办的人员只能管书记簿账，不能参与局务。
左宗棠指示赖长，在机器未到之前，当务之急是三件事：一是盖厂房；二是积极备料，采购精细羊毛；三是人员培训。先把围墙打起来，房屋陆续添盖，至关重要的是房屋要坚实，不在美观，也不可过于狭小，必须考虑厂房能摆下机器，还要够工匠住的地方。如果办成了，将来再扩建。羊绒难以久储，就先采购若干，以免临时停工待料。
人员培训，就是让原先学习织造的工匠趁此时间互相仿效。同时从陕甘军队中挑选赋性灵敏又好学习的士兵到织呢局专心学习，派人指导，学成后就是当地自行培养出来的师匠，一代一代传下去。左宗棠说，庶事半功倍，业精于勤。今天的学徒，都是日后的师匠，将来一人传十，十人传百，由关内而及新疆；以中华所产羊毛，就中华织成呢片，普销到内地，甘肃人自然会享其利。
1879年初，从德国购得的织呢机器全套60余架，由石德洛末押运来华，又从上海运兰州。4000箱机器中有蒸汽机、自动纺织机、梳毛机、织布机、洗毛机、起毛机、烘干机、剪毛机、染色机、压光机、上光机、蒸刷机等。
这些笨重的机器装在一条货船上，由招商局的轮船拖运到汉口，在汉口又将这些机器用民间小船水运，或人抬肩扛背运到西安，然后由兰州的一个名叫席步天的大车户组织畜力车运往兰州。机器非常重，很难运，所以锅炉得拆散了一块一块地运，遇山口地带，有时得开凿了才能把大件搬过去。兰州大车户把两轮车改为四轮车，在车的传动部位安装了滚动部件，加快了速度。
尽管如此，机器运输在路上费掉了好几个月的工夫，直到当年10月，部分机器才开始运到了兰州，又有一些则一直到1880年3月，还没有找到通往目的地的道路。辗转曲折，机器的最后一批于1880年5月解运抵甘。同年9月16日总算开工了。
厂房分东厂、中厂和西厂三部分，东厂为纺线织呢车间，中厂为动力机修、办公地，西厂为洗毛及整染车间。局里雇用的13个德国人分别担任经理、领班、教习、翻译员等，负责机器安装、技术指导、徒工培训。
从德国请来的呢绒专家石德洛末到兰州后担任织呢局的洋总办。中国负责人选的厂地叫洋总办看，洋总办认为不妥当；又选另一块地，洋总办说水源不足。中方说，水源自可解决。洋总办同意了。
规模为1200个纺锤的兰州织呢总局正式投产。机器由两架发动机来运转，一架24匹马力，一架32匹马力。纺线机三架，每架有360纺锭。
冬天来了，黄河上结了冰。但寒冷的气候挡不住织呢局中热烈转动的机器。产品主要是军呢、军毯、西班牙条纹布，最多时达到日产100丈。
左宗棠高兴地说：甘肃气象更新，兰州织呢局结构宏敞，安设机器20具，其中6具已开织，每天能生产8匹呢布，每匹长50尺阔5尺，织成的呢布分三种，品质还好，比洋呢便宜。虽然看上去略逊于洋呢，但可供着用。厂内共有纺锭1200枚。有时也用驼毛织呢，驼毛很好。在中外技师工匠及本地艺徒努力下，所成的呢料渐见精致。待艺徒习业有成，各机全部开织，约计每年可织呢六七千匹。
左宗棠对织呢局的发展前景持乐观态度。他做出决定：局里雇用的蚕丝织呢等中外师匠及办理局务的华人和洋人，有实在出力，工作著有成效者，应由营务处刘锦棠、杨昌浚随时汇奏请奖，以激励人们奋进。
一份英国领事商务报告中说，兰州织呢局，一切困难都已克服，该厂正在开工，每日能生产24匹蓝色粗呢。不久产量定会增多。成本非常便宜。
这个织呢局投资巨大，包括织呢，开河、掘井各种机器连同纳税，自德国至上海，自上海经湖北至甘肃的运输保险各种费用，建造厂房及洋匠华工、局务等各类人员的薪俸。总共花去白银30万两。因此左宗棠一心想把这件事做好做大。
左宗棠认为西北军事行动已结束，应将民生工业放在首位。赖长就把织呢局的匾额悬挂在大门，把制造局的匾额悬到二门。叫一门两局，分别经营，实际上主营织呢局。
就在这个冬天，左宗棠应召入京，他兴冲冲地把兰州织的呢片带给朝廷中人看。大家都满意。
编和织是人类两项最古老的手工艺。纺织技术源于编篮术。由编织技术发展出来的织机，是妇女的一项发明，男子成为纺织者是后来的事情。手工纺织到处可见，但织机技术只出现在进步的文化中。瓦特发明的蒸汽机，首先安装在纺纱机上。
兰州织呢局用织呢机器把地产羊毛织成洋绒一样的呢片，这在中国还是第一次，很了不起的。但当时的中国人似乎还不以为然，而外国人以一种复杂的心情关注此事。英国人对德国人经营此业醋意很浓。
光绪七年（1881年）正月，已升任清政府军机大臣的左宗棠，身在京都，心里还在牵挂远在西北的甘肃织呢局，就像当年他赴任陕甘总督时放心不下马尾船厂一样。他写信给署理陕甘总督杨昌浚说：谁也没有想到，同年二月，也就是在织呢局开工不到半年，左宗棠离开甘肃不久，有一个名叫美思尼（Mesny）的洋人来到兰州。此人参观了织呢局后，在香港德臣报发表文章称，左宗棠的美举白白花了钱云云。
这一报道在舆论界炒得沸沸扬扬。
在上海的《申报》于4月30日载文说：西报言，有西人名美思尼前往兰州，至织呢局游玩。该局总办以有事不能相陪，委员两人陪之。西人周视既毕，慨然曰“左候创设此举本属极好，机器亦系上等之物，奈羊毛及线均未能精美。缘所延西人言语不通，虽有通事，也不可深恃，以至有此美举而仍无佳货，殊为可惜”云。按兰州设立织呢局，事居创举，原难步武泰西。然苟能认真办理，精益求精，当必有蒸蒸日上之势耳。
5月27日，《北华捷报》又报道说，美思尼君于本年2月12日参观了兰州府的织呢局，以“探险者”的笔名致书香港德臣报说：今天我第三次造访了织呢局，情况很不能令人满意，颇使人惋惜。他们用的羊毛粗得无法使用，大堆大堆地堆在那儿等着发霉；只有20%能织粗呢，30%能织毡子，余剩的50%全无用处。用这种羊毛纺不出好绒线，绒线既然坏，也织不出能称做呢布的东西。即便织毡子，原料也粗。总督左宗棠，好意想开发西北富源。但他白花了钱，因为缺乏良好的管理。
