1860年2月，太平軍將至常州，盛宣懷隨父母逃往江陰長涇鎮，再逃至鹽城。時盛康正權湖北糧道，派人接到湖北。
1862年，盛宣懷與董氏結婚。盛康任湖北鹽法道，四川與淮北互爭引地，長期相持不下，盛宣懷建議川、淮並行，難題得以解決。盛康益勉以有用之學。當時先後擔任湖北巡撫的胡林翼、嚴樹森都是經世派著名人物，軍務、吏治嚴明整飭，冠行於各行省。盛宣懷耳濡目染，事事研求，也慨然以匡時濟世自期，“生平事功基於此矣”。
1866年，盛宣懷與二弟一起回武進縣應童子試，雙雙入泮。
1867年，祖父盛隆去世，盛康扶柩回籍。盛宣懷鄉試落第，意頗怏怏。盛康家居守製，一意為惇宗睦族之事，設義莊，增祭田，建義學，修宗譜，盛宣懷也都參與規劃。
1870年4月，湖廣總督李鴻章帷幄需才，無錫楊宗濂京卿寫信給盛宣懷，招他入李鴻章幕府。李鴻章本來和盛康即為好友，一見盛宣懷更是深為器賞，派委行營內文案，兼任營務處會辦。盛宣懷像機要秘書一樣隨侍李鴻章左右，磨盾草檄，頃刻千言，同官皆斂手推服。不久，天津教案發生，外國以武力相威脅，清政府調李鴻章率部開往河北備戰。盛宣懷隨行，每日與淮軍大將郭鬆林、周盛傳等討論軍事，曆練日深，聲譽日起。接著即被奏調會辦陝甘後路糧台、淮軍後路營務處。盛宣懷以議敘主事改候選直隸州，其從軍才一年多，即保升知府，升道員，賞花翎二品頂戴。
1871年，畿輔大水成災，盛康倡捐棉衣、賑米，命盛宣懷至淮河南北勸募集資，購買米糧，由上海運往天津散發，這是盛宣懷辦理賑務之始。
1872年5月，盛宣懷見李鴻章、沈葆楨在議複閩廠造船未可停罷折內，皆以兼造商船為可行，即建議他們速辦。李鴻章深以為然，命盛宣懷會同浙江海運委員朱其昂等擬訂章程，呈交江、浙督撫，他們也交相讚成。李鴻章於是劄委盛宣懷會辦輪船招商局事宜，兼管運漕、攬載。這是盛宣懷辦理輪船航運之始。8月，盛宣懷應北闈鄉試，又名落孫山。
1874年，以直隸水災賑撫案敘勞，賞加布政使銜。
1875年秋，直隸總督李鴻章會同湖廣總督李翰章、兩江總督劉坤一劄委盛宣懷督辦開采湖北煤、鐵礦務，仍兼理招商局事，這是盛宣懷辦理礦業之始。
1876年6月，盛宣懷隨李鴻章至煙台，與威妥瑪談判馬嘉裏案，多所讚畫。英商在上海擅築吳淞鐵路，李鴻章派盛宣懷至上海與梅輝立談判。8月，匆匆應秋試，出闈，即與梅輝立定議於南京，以28萬餘兩銀買斷，將鐵路拆毀。榜發，又未考中，盛宣懷從此絕意科舉，不再應試。
1877年2月，盛宣懷以直隸盡先補用道稟請赴部引見。李鴻章奏稱盛宣懷心地忠實，才識宏通，於中外交涉機宜能見其大，其所經辦各事，皆國家富強要政，心精力果，措置裕如，加以曆練，必能幹濟時艱，為國大用。當時，河北、山西、河南等省連年大旱，赤地千裏，河間府災情嚴重，李鴻章奏派盛宣懷與李金鏞辦賑。
1879年10月，盛宣懷署天津河間兵備道，首先綜理賑務，集捐數十萬發放。還裁革天津縣書差供應各項積弊，建廣仁堂，留養孤兒，設戒煙局，戒除萬人。李鴻章欲效法外國以自強，常與盛宣懷商討。盛宣懷認為必須興辦鐵路、電報。鐵路較難，宜稍緩，電報應急起圖功。李鴻章說這也是他的願望，請盛宣懷協助辦理，這是盛宣懷辦理電報之始。盛宣懷請李鴻章照招商局辦法招集商股，奏設津滬陸線，設電報學堂。
1881年冬，津滬陸線竣工，李鴻章奏派盛宣懷為總辦。
1882年，盛宣懷請假回南方。朝鮮發生壬午兵變。清政府命在籍守製的李鴻章馳赴天津，部署軍事，署北洋通商大臣。李鴻章函招盛宣懷銷假回津。英、法、德、美各國請設立萬國電報公司於上海，擬添由上海至廣東各口及寧波、福州、廈門、汕頭海線。盛宣懷要求勸諭華商自設以爭先，李鴻章遂派盛宣懷至上海，次第開辦。