1823年（道光三年），出生於安徽合肥。
1847年（道光二十七年），在北京參加會試，中進士，改翰林院庶吉士。
1850年（道光三十年），改授翰林院編修。
1853年（鹹豐三年），回家鄉參與幫辦團練，抵抗太平軍。
1859年（鹹豐九年），入曾國藩幕，襄辦營務。
1861年（鹹豐十一年），奉曾國藩之命組建淮軍。
1862年（同治元年），率淮軍調上海，升任江蘇巡撫。
1863年（同治二年），奏準設立上海廣方言館，培養外語和學習西方科學、技術人才。
1865年（同治四年），署理兩江總督，創辦江南製造總局、金陵機器局。
1866年（同治五年），為欽差大臣，負責鎮壓撚軍。
1867年（同治六年），授湖廣總督。
1870年（同治九年），任直隸總督兼北洋通商大臣。
1872年（同治十一年），創辦上海輪船招商局，實行官督商辦。俄國出兵侵占我國伊犁，借機提出改“土車為鐵路”的主張，因反對者甚眾未能實行。
1874年（同治十三年），與日本代表簽訂《北京專約》。奉召進京見恭親王奕，力陳中國修建鐵路的重要，亦因阻力太大，未能實行。
1875年（光緒元年），因“馬嘉理案”與英國代表簽訂《煙台條約》。奏設開平礦務局，官督商辦。受命督辦北洋海防事宜，開始著手組建北洋海軍。
1879年（光緒五年），架設大沽北塘與天津之間電線。奏設上海機器織布局，官督商辦。
1880年（光緒六年），奏設電報總局於天津，1882年改為官督商辦。奏設天津水師學堂。
1881年（光緒七年），未經奏報修成開平煤礦唐山至胥各莊鐵路，約10公裏。
1885年（光緒十一年），與法國代表簽訂《中法新約》。
1888年（光緒十四年），北洋海軍正式成軍。
1889年（光緒十五年），朝廷正式同意修鐵路，但否定李鴻章修津通路主張。
1890年（光緒十六年），以日、俄等國窺伺朝鮮、亟須加強東北防務為由，提出修山海關內外關東鐵路建議，獲朝廷批準。
1894年（光緒二十年），關東鐵路因經費被挪作慈禧太後60壽辰慶典之用停建。中日甲午戰爭爆發。
1895年（光緒二十一年），中日戰爭中國軍隊戰敗，北洋海軍全軍覆沒。赴日本談判，與日本代表簽訂《馬關條約》。失直隸總督、北洋大臣之職，投閑散置。
1896年（光緒二十二年），訪問俄、德、荷、比、法、英、美諸國。
1898年（光緒二十四年），同情維新變法，暗中維護個別“新黨”人士。年底被任命為勘河大臣，履勘山東黃河工程。
1899年（光緒二十五年），署理兩廣總督。
1900年（光緒二十六年），奉命北上與八國聯軍談判議和。
1901年（光緒二十七年），與英、美、俄、德、日、奧、法、意、西、荷、比11國代表簽訂《辛醜條約》。11月病逝。