咸丰十年（1861年），清政府设立了总理各国事务衙门，负责对外事务。次年，咸丰皇帝总理衙门大臣奕的奏请，设立京师同文馆，作为附属于总理衙门的一所外国语学校，培养对外人员。是年五月，京师同文馆在北京正式开办，设英文、法文、俄文三馆，规定招收学生十人，最多不超过24人。只招收14岁以下的八旗子弟，由总理衙门考查录取，依次传补。第二年，变通章程，改为每馆招收十人。同治五年（1866年），总理衙门又奏请皇帝，要增设天文、算学科目，聘请洋人来教习，理由是“洋人制造机器、火器等器，以及行船、行军，无一不自天文、算学中来。”于是陆续增设了算学、化学、格致、医学四馆。录取学生的方法也相应变动。规定由京内外各衙门保举三十岁以下的翰林院庶吉士、编修、检讨及五品以下由进士出身的官员，或举人、贡士等未仕人员，最后由总理衙门考查录取入学。同时规定“三年考列到高等者，按升阶优保班次，以示鼓励。”学生的生活待遇从优，先是每月每人给膏火银3两，后改为每人每月薪水银10两，并供给饭食。
同文馆设立之初遭到清政府内极端守旧派人士的反对。
监察御史张盛藻认为强盛中国的办法依旧是尧舜之道，只有通过精读孔孟之书，明体达用，才能使国家规模宏大，所以他极力反对向洋人学习制造轮船、洋枪技术，主张朝廷命官一定要任用科甲正途者。接着，大学士倭仁也不断提出“立国之道当以礼义人心为本，未有专恃术数而能起衰振弱者。天文、算学只为末议，即不讲习，于国家大计亦无所损。”从此，守旧派与洋务派在同文馆的设立上发生了激烈争论。倭仁声望在当时学界很高，是理学权威，他一出来反对，响应者颇多，这样，京师同文馆虽然设立了讲习天文、算学等自然科学的科目，但投考的人却寥寥无几。
同治十三年（1874年），总理衙门提出六条“紧急机宜”，发给各省总督、巡抚筹议。以李鸿章为首的实力派大肆倡导，办洋务已成为一种时尚，于是同文馆也随之逐步兴盛起来。在此之前曾增设了德文馆，随后又增设了东文馆。光绪十三年（1887年）规定学生增加到120人。光绪二十一年（1895年）改学制三年为八年，分前馆五年，后馆三年。课程包括汉文、外文、天文、算学、物理、化学、世界史地和万国公法等科目。此外设有为教学服务的化学实验室、物理实验室和博物馆、天文台等。在此之前，还于同治十二年（1873年）设立了印书处，有中体和罗马体活字四套，手摇机七部，承印同文馆和总理衙门所翻译的数、理、化、医学历史等书籍和文件。
同文馆设管理大臣，由总理大臣委派，初由一人担任，以后时有由二人担任，负责主持管理同文馆事务。其下设提调工人，帮助调二人，负责安排课程及督察学生勤惰之事。同文馆的教课人员有总教习一人，洋教习若干人，还有汉教习和汉文教习三人。总教习多由外国人担任。同文馆的经费、人事等方面多为总税务司英国人赫德所控制。同文馆先后聘请了外国传教士包尔腾、傅兰雅、丁韪良等担任教习或总教习，其中由赫德提名的总教习美国传士丁韪良总管校务近30年。按规定，同文馆不允许传播西方宗教，但实际上洋教习们总是借机进行传播。
光绪二十七年底（1902年）初，京师同文馆并入京师大学堂，改称“译学馆”，内设英、俄、法、德、日五国语文科目。
海防与塞防之争
十九世纪六十年代初，俄国吞并了中国东北边疆一百万平方公里的领土，随后又将其侵略势力扩展到中国西北边疆。同治三年（1864年）十月，在俄国的强迫下，中俄签订了按俄国意愿制定的塔城议定书，夺得了中国部分领土。随后，俄国又继续以武力相威胁，试图进一步侵夺中国领土，扩展其在中国西北边疆的势力。同治九年（1870年）浩汗王国阿古柏率兵控制了新疆南疆，并将其势力向北疆扩展。俄国趁此机会笼络阿古柏，并袭取了伊犁城，以“代管”名义控制了伊犁，并且宣称要进攻乌鲁木齐。清政府看出形势危机，立即派荣全率兵从科布尔前住伊犁，向俄国人提出“接受”伊犁。并同俄国人在塔城附近进行谈判。结果“接受”要求不仅遭到俄国人拒绝，俄国人反而提出索取更多土地的要求，荣全难以定判，中俄谈判移至北京。谈判进行了一年之久，最终毫无结果。
同治十三年（1874年）春，日本进攻台湾，东南沿海形势十分紧张，清政府深感“海疆备虚”的后果。十一月，总理衙门奏请将巩固海防之声作为大事商议，并提出练兵、简器、造船、筹饷、用人、持久六项措施。清廷权衡再三，决定接受曾国藩几年前提出过的筹备海防的建议，在与日本签订了《台事专条》（即中日《北京条约》）后，谕令李鸿章、沈葆桢等沿江沿海各省将军、督抚15人评议筹备海防一事，并限一个月内复奏。此时东南各省督抚和总理衙门大臣都持加强海防的主张，很快就形成了海防派势力。清政府财资乏竭，要求加强海防，“筹饷”成为一大难题。于是李鸿章上奏，要求请廷把巩固西北边疆所需的费用挪用过来，他认为新疆地区形势尚好，清廷不必十分重视，也无精力去顾及，应御掉新疆这个包袱。与此同时，广东巡抚张兆栋代表前江苏巡抚丁汝昌所拟《海洋水师章程六条》，主张建立北、东、南三洋水师，每洋水师配备新式军舰16艘，各设制造轮船、枪炮、耕织机器三大工厂。李鸿章、郭嵩焘等人随即上奏表示支持。眼望西北边疆有可能因费用不足而遭蚕食的形势，通政使于凌辰和大理寺少卿王家璧上疏，指出李鸿章等人的主张是卖国求荣、竭尽民财，是“用夷变夏”之道，认为只有重人材才是治国之本，而不在器械。这时，湖南王文韶、漕运总督文彬、山东巡抚丁宝桢、江苏巡抚吴元炳等主张应先全力注重塞防，西北如无事，则东南就会自然得以巩固。是年底，以李鸿章为主的海防派向朝廷呈递了《筹议海防折》，说“新疆不复，于肢体元气无伤；海疆不防，则腹兴之大患愈束。”主张新疆即便收复，将来也不能久守，所以应舍弃新疆，将其军饷移用于海防。随后，李鸿章积极活动，致使山西巡抚源深、河南巡抚钱鼎铭、刑部尚书崇实等也纷纷上奏朝廷，附合李鸿章，醇亲王奕也认为李鸿章的主张是最上策。
光绪元年（1875年）四月十二日，陕甘总督左宗棠上奏《复陈海防塞防及关外剿抚粮运情形拆》，强调海防、塞防都不能偏废，力主收复新疆，如果此时停兵节饷，甘肃和蒙古西部都将受到威胁。军机大臣文祥支持左宗棠进军新疆，收复失地。五月三日，清廷颁发谕旨，否定了李鸿章放弃新疆的主张。月底任命左宗棠为钦差大臣，督办新疆军务。
次年春，左宗棠的西征大军出关，以刘锦棠所部为先锋向天山北部进兵，夺取了乌鲁木齐及其附近各地，九月占领玛纳斯。第二年春，又转向南路，攻下阿古柏部据守的吐鲁番、托克逊、达坂等地，阿古柏退到库尔勒后自杀。随后阿古柏之子伯克胡里和白彦虎分兵把守天山南路各地，与左宗棠大军相抗衡。光绪三年（1877年），左宗棠各路军队向南疆挺进，先后占领了喀喇沙尔、库尔勒、库车、阿克苏等地。是年十一月，伯克胡里和白彦虎逃到俄国境内。次年底，清政府为索还伊犁派出专使到俄国进行谈判。
在此之前，清政府又委任李鸿章、沈葆桢分别督办南北洋海防，每年从关税和厘定金税中拨出四百万两作为海防经费，十年后建成南、北、粤洋水师。
从此，海防与塞防之争彻底平息。
马嘉理事件
咸丰二年（1852年）英国占领缅甸后，就将扩张矛头指向中国云南，试图打通一条从缅甸经云南深入中国内地的通道。此后，英国退役军官斯普莱向英政府建议修筑从缅甸仰光到云南思茅的铁路。几年后，英国又有人提出修建八莫通往支南的道路。为此，英驻华公使威妥玛于同治五年（1866年）向清政府递送了《新议略论》，提出将势力扩展到云南的要求。两年后，英印政府第一次派遣“探险队”从缅甸境内的八莫出发，试图经过腾越（现名腾冲）到达大理。当他们到达腾越时，被统治这个地区的回民首领杜文秀阻挡，拒绝他们继续前进。同治十三年（1874年），英国组织了一支约二百人的武装“探险队”，由英国陆军上校伯郎率领，开始探测从缅甸曼德勒经八莫至云南的通路。为配合这次行动，英国驻华使馆派熟悉中国情况的翻译官马嘉理前往云南迎接，并对清政府解释说，这次活动是少数几个人的“游历”。八月，马嘉理从上海起身，经汉口、湖南、贵州到达云南。第二年初到达缅甸八莫与伯郎会合，随后带着武装探险队向云南进发。当他们越过边境到达腾越西南曼允时，遇到当地群众的盘查和阻拦，探险队依持其武装强行前进，声言要攻打腾越城。于是双方发生争执，进而演化为一场武装战斗，将马嘉理等六人打死，伯郎率探险队退回八莫。
消息传到伦敦后，在英政府指使下，英驻华公使向清政府提出扩大利益的要求，条件十分苛刻，从赔款到通商以及准许派遣第二支远征队。照会递到总理衙门后，遭到清政府官员的拒绝，觉得英人的要求实在难以接受。不久，清政府迫于英国的压力，派湖广总督李翰章赴云南查办，同时发给从印度前来的第二次远征队护照，英国公使馆秘书格维纳前往监督查办过程。光绪元年（1875年）十一月，李瀚章从汉口动身，次年五月到达腾越，捕杀了十多名被认为是凶手的中国人。在此期间，中英进行了多次交涉，威妥玛以撤使、绝交、开战相威恫，逼迫清政府让步。总税务司赫德也以调停人身份，诱逼清政府了结此案。随后英政府又增派军队驻扎在缅甸、云南边境，并且派兵舰驶入渤海湾内。此时，清政府与日本交涉刚刚结束，俄国又占领了新疆伊犁，在此情形下，清政府在李鸿章等人的怂恿下决定向英国妥协。于是派李鸿章前往烟台与威妥玛谈判。光绪二年（1896年）八月二十一日谈判正式开始，李鸿章全部接受了威妥玛提出的要求，九月三十日，由李鸿章和威妥玛签订了《中英烟台条约》。条约规定：因马嘉理被杀，中国政府要赔银二十万两，并且要派专使到英国赔礼道歉；又规定要商订《滇缅边界及通商章程》允许英国官员在大理或云南其他地方驻留五年察看通商情况。这样一来，云南就完全向外国势力开放了。此外条约还规定了宜昌、芜湖、温州、北海成为通商口岸以及减免税细则，并指定长江沿岸六个城市准许外国轮船停泊，还对领事裁判权做了具体规定。条约除正文外，还附有一个关于新藏的专条，允许英使馆派人从北京出发，“遍历甘肃、青海一带地方，或由内地四处入藏，以抵印度”，或“由印度与西藏交界地方派员前往”，总理衙门都要发给护照。
条约签订后，清政府派遣郭嵩焘携副使刘锡鸿等人于次年初到达伦敦，向英政府表示道歉，并建立使馆，以表达清政府的真诚。马嘉理事件告以平息。
中法战争
19世纪70年代以后，法国加紧侵略越南北方。不仅要把越南变成它的殖民地，而且要把侵略的魔爪伸入中国西南边疆。
1873年11月，法国派安邺为远征队队长，率领两艘兵船，90多名士兵，进犯河内。河内是越南北部16省的首府，越南巡抚阮芝芳率兵驻守在这里。安邺乘阮芝芳没有准备，发动突然袭击，阮芝芳被俘自杀。安邺在河内招兵买马，迅速组成了15000人的雇佣军，控制了越南北部。他计划修筑两条铁路；一条通往中国云南；一条通往四川，以掠夺中国的财富。
越南国王得知安邺占领了河内，惊惶失措，急忙派人请求清政府派兵援助，并招当时驻扎在中越边境的保胜（老街）的中国农民起义军——黑旗军迅速派兵支援。一天，几名骑着快马的越南使节，满头大汗地来到保胜，求见黑旗军首领刘永福，递上了越南国王的求援信，刘永福接信后，毅然决定率军出战。
刘永福，原名刘业，是广西上思人，1837年（道光十七年）出生于一个贫苦农民家庭。1965年（同治四年），参加广西反清农民起义军，他所率领的队伍在安德北帝庙前举行祭旗仪式，把七星黑旗作为军旗，所以，人们称这支部队为黑旗军。后来，因受清军压迫，黑旗军转移到中越边境的保胜一带，开辟山林，组织农牧业生产，过着自给自足的生活，一些贫苦农民纷纷前来投靠，队伍逐渐扩大到2000多人。
黑旗军非常憎恨法国侵略军，在越南人民抗法斗争的激励下，决定接受邀请，抗击法国侵略者。1873年12月，黑旗军配合越南军队在河内城郊大败法军，斩杀侵略军头子安邺。这一战以后，刘永福被越南阮氏王朝封为三宣副提督，继续率黑旗军与越南人民同呼吸、共患难，坚持抗法斗争。
法国急于占领越南北部，并扬言要侵入中国。1881年至1882年，清政府派出了一些军队进驻广西、云南省和越南的边境地区，并向法国政府提出抗议。但清政府并未决心抵抗法国的侵略。1882年李鸿章在天津和法国公使宝海进行谈判时，答应撤退进驻中越边境的军队。清政府的这种态度进一步助长了法国侵略者的气焰。
