光緒十四年（18８８年）春，在歐洲訂造的致遠、靖遠、來遠、經遠四艦到津。李鴻章親自去驗收，並大閱海軍，查勘炮台形勢。李鴻章在這次大閱海軍後，上奏稱“海軍一支，局勢略具”。
八月，海軍衙門奏請設定海軍官製：設提督一名，總兵二名，有戰艦９條，其中巨型鐵甲艦２艘：鎮遠、定遠號；巡洋艦７艘：經遠、來遠、致遠、靖遠、濟遠、超勇、揚威號；守口炮艦６艘，魚雷艇6艘，為鎮東、鎮西、鎮南、鎮北、鎮中、鎮邊號；練習艦３艘，為威遠、康濟、敏捷號；運船１艘，為利運號。一共２５艘，計４。２萬噸，官兵近４０００人。是一支具有相當力量的近代海軍了。
八月二十五日（９月３０日），經由總理海軍衙門大臣醇親王奕奏上《北洋海軍章程》，清廷批準。這項章程的製訂和頒布，以及海軍衙門奏定海軍官製，標誌北洋海軍正式成軍。走上了近代化和正規化道路。從此海軍有了組建目標和行為規範準則。按照軍的體製任命了一批海軍軍官，各級官兵皆有明確責任。經過李鴻章推薦，十一月十五日（１２月１７日），清廷發表以丁汝昌為北洋海軍提督，以林泰曾、劉步蟾為左右翼總兵，並分別管帶鎮遠、定遠兩鐵甲艦。
在此前後，與海軍配套的各項設施續續完成。旅順港投入使用，可以修理大型鐵甲艦，威海衛港可供軍艦聚泊操練。又在劉公島、青島修台築壘。同時於劉公島設立水師提督衙門和水師學堂，於旅順、威海開辦海軍醫院，在天津開辦海軍總醫院。 光緒十六年（１８９０年），北洋海軍的洋教練琅威理離職。事情是這樣的： 琅威理是英國海軍軍官，受李鴻章聘用後，十分認真，操練極為嚴格。北洋海軍中軍官多是福建人，對他的嚴格有時難以接受。提督丁汝昌原是淮軍陸將，對這些海軍將領又難於駕馭。 恰好，北洋海軍南巡至香港時，丁汝昌有事離艦。按規定，提督離開艦隊時，應下提督旗而升總兵旗。劉步蟾這樣辦了，琅威理卻不同意。原來，北洋海軍用琅威理作教練，是為了表示對他的尊崇，給了他一個提督虛銜，於是軍中上下有“丁提督”和“琅提督”之稱。琅威理自以為成了中國的提督，了不起。丁汝昌離艦後，他認為還有我琅提督，怎麼能換旗呢？他發電質問北洋。李鴻章回電說劉步蟾沒有錯誤，符合海軍章程。氣得他拂袖而去。 回國後，他逢人便說受了中國人侮辱。英國政府相信了他的話，有人居然前來責問。此事對中英之間的關係不無影響。以後中國再想向英國派遣海軍留學生時，英國竟然不願收留。 光緒十七年（１８９１年）四月，戶部奏將南北洋購買外洋槍炮船隻和機器的款項停止兩年，將所省下的款子留作別用。李鴻章氣壞了，他生氣的是這些人對新式海軍一竊不通，居然以為海軍建成，就可以不再花錢。八月初八日（９月１０日），他覆奏闡述說： 艦艇塢廠原有機器，俱係西洋新式，靈巧異常，機關極脆，用久易敝。各口所設魚雷水雷，尤為攻守利器，其雷筒電信等件，遇有缺壞，若不添配，遂成棄物。各廠局輪機器具，運動倍繁，損壞尤易，倘拘於停購二年之議，任其缺損，一物壞則全機俱停，一器乖則全船坐廢，製造缺則軍實立匱，操防缺則攻守無資，積年之功墮於一旦，所省甚微，所關甚巨，此則萬難停緩。
最後，他嚴重警告說：“北洋現有新舊大小船艦共隻二十五艘，奏定海軍章程聲明庫款稍充，仍當續購多隻，乃能成隊。而限於餉力，願大難償。……忽有汰除之令，懼非聖朝慎重海防作興士氣之至意。”清廷沒有聽從他的警告。此時可能是翁同和掌戶部，專與李鴻章作對。
翁同和反對挪用海軍經費是實，此舉可能意在釜底抽薪。但李鴻章不滿也是有道理的。不錯，他與醇親王對慈禧的奢欲不敢抵製，用海軍的名義給慈禧提了修建園林的經費，但畢竟不可能全部挪用。何況這個妥協是有回報的。由於太後在園內享受了近代化的好處，對於全國的近代化運動，例如鐵路和電訊等就不再竭力反對了。一旦停止供款，可就什麼事情也幹不成了，中國的海軍建設就半途而廢了。
光緒十七年（１８９１年）五月，奉清廷諭旨，又舉行了北洋的第四次閱操。
光緒二十年（１８９４年）四月，舉行了北洋的第五次會操。這是一次規模空前的校閱。李鴻章多年辛苦籌建的北洋海軍進入全盛階段。它的巡海範圍很大，北起海參崴，南至南洋群島的檳榔嶼。在當時世界上也頗具聲勢，一度號稱世界海軍第四。
一位熟悉中國情況的外國人說：“在這種努力中，著名的領袖是李鴻章。他多年擔任指揮北方海防的責任。這個防衛區包括走向京畿的直接進路。他的這個地位，加上他成功的軍事經驗，卓越的領袖才能與性格，當然使他的意見有巨大的份量，使他的計劃在多數場合得到采納。他在無數的困難中勞動著。”
光緒十四年三月，李鴻章接海軍衙門電，囑其速將北洋海軍章程草稿盡先擬就，寄京，以備上奏，頒布實行。他立即督率文武各員認真籌議。這時，李鴻章正在病中。他因出海巡洋感受風寒，一病經旬。經過西醫診治，現在稍有起色，便帶病參加，與丁汝昌、林泰曾、羅豐祿、周馥等反複商榷，詳加考核，幾經刪削，定妥底稿。“此次所擬章程大半采用英章，其力量未到之處，或參仿德國初式，或仍遵中國舊製。”為什麼要以英國水師章程為榜樣呢？因為當時英國海軍在世界上最強，英國的海軍章程也製訂得最早，還在１６６１年就已經由上議院製訂出第一件章程，積累了比較完善的條例。
李鴻章給參與起草者的指示是，要訂出一個具有國際先進水平的章程。訂出一個這樣的章程是形勢發展的需要。
還在光緒七年（１８８１年），李的幕僚薛福成就草擬了一份包括十五條款的《酌議北洋海防章程》。光緒十年（１８8４年），張佩綸到福建督師時，也發現閩洋水師無章可尋的問題，“詢其局船訓練章程，則分操向無定期，合操亦無定法，舉各船散布海口，養而不教，勢必士卒遊惰，船械敞蝕而已”。他深感海軍無章可尋不行，據此提到了“將來分操、合操。如何酌立章程”的問題。醇親王奕後來也說“惟不詳定章程，斷難垂諸久遠”。要把新式海軍辦下去，必須有章程為保證。近代化的海軍，要有近代化的章程。這個章程應該在船製、官製、水兵、教育、通訊、管理等各方麵體現近代化的精神。所以製定章程必須參考西方海軍大國的經驗，又不脫離本國具體情況。
北洋海軍章程的製定，認真查考了西法。首先，在船製方麵。他們認為“然參稽各國水師之製，戰艦猶嫌其少，運船太單，測量、探信各船皆未備，似尚未足雲軍。”是說中國海軍與泰西各國比較，力量還是不足。其次，在薪餉方麵。“查英國海軍餉章，有常俸、膳俸、勞績俸、責任俸；德國海軍初創，其餉章有常俸、官租、糧食、馬匹、膳銀等項；……中國海軍創設餉力未充，未能援引，但兵船將士經年涉曆風濤，異常勞苦，與綠營水陸情形迥不相同，不能不格外體恤。”……總之，為了建設一支近代化的海軍，在船製、官製、升擢、儀製等各方麵都參考了西法，使之都能與世界海軍製度接軌。
這個章程內容包羅萬象，又具體而微。共分十四個大款。計：一、船製；二、官製；三、升擢；四、事故；五、考校；六俸餉；七、恤費；八、工需雜費；九、儀製；十、鈴製；十一、軍規；十二、簡閱；十三、武備；十四、水師後路各局。
款下有細目。例如，在第三款“升擢”下設有戰官升耀、藝官升擢、弁目升擢等目。在第六款俸餉下設有官弁俸銀、兵匠錢糧、船上差缺薪糧、各船俸餉總數、官弁傷慶俸兵丁加賞、行船公遇、醫藥費、酬應公費等目。第九款儀製下設有冠服、相見禮節、國樂、王命旗牌、印信等目。
在章程第一款“船製”中規定了船隊的配置和人員的編製。船型有戰船、守船、練船、運船四大類。首先，說明各類船隻在艦隊中的作用：“海軍戰艦以鐵甲為最，快船次之，蚊炮船為守口之用，魚雷艇為輔助戰守之用；至教練員弁、兵丁須有練船，轉輸餉械須有運船，偵探敵情須有信船，皆所以輔戰船之用者，缺一不可。”其次，分別記述現有的２５隻艦船；再次，就現有船艦和人員，分別訂明船製等第、員弁、兵匠數目等有關組織、領導、人員事宜。最後，擬訂發展規劃，預定“俟庫款稍充，再添大快船１艘，淺水快船４艘，魚雷快船２艘，庶戰艦可敷用。另添魚雷艇６艘，練船８艘，運船１艘，軍火船１艘，測量船１艘，信船１艘”，計為１８艘。這個計劃如果實現，與原有的合起來，共可得戰艦１６艘，雷艇１２艘，守船６艘，練船等８艘，以達總目標４２艘。可惜，這僅是個美好的幻想，在這一年以後，除少數輔助艦外，從未再添新艦。因為海軍經費都被慈禧太後挪用去修頤和園了。
第二款“官製”，附船上差缺。規定北洋艦隊的員弁和官製。弁目設為３０多種，全仿英製；官製則按清朝舊製，設海軍提督一名，相當於艦隊司令，統帥艦隊。設提督衙門於“島嶼環拱，天然水寨”的威海衛。總兵二員，分左右兩翼，各帶鐵甲戰艦，為左右翼長。副將、參將以下各官，根據所帶艦隻的種類、職事的輕重區別其品級。總兵以下各官不設衙門，不建公館。
第三款“升擢”，規定三條升途。戰官必須由海軍學堂出身；藝官要由管輪學堂出身；弁目由練勇、水手出身。分別按照各自的途徑升轉。升轉的規定較嚴格。以戰官為例，必海軍學生出身在堂學習四年期滿，考列優等者，選上練船學習一年，考試合格，授以把總候補；再過一年，考試合格，送回水師學堂學習六個月槍炮，上練船學習三個月，如列一等，保以千總候補。
第四款“事故”規定，凡海軍官員了憂、回避、告病、終養、修墓等項及章程所未備者，由北洋大臣查照定例及行軍舊例酌核辦理，如有窒礙難行之處，並準援引西國水師章程參酌，谘商海軍衙門核奪施行。
第五款“考校”，規定了招考學生、考校官弁、招考練勇、考升水手、考升炮目、考校各色當差兵匠等細目。總之，從學生入學，水兵入隊，到升級定職，處處不離“考”字。
所招學生稱為“海軍官學生”，須身家清白，沒有殘疾，口齒清楚，文字清順，年在１４歲至１７歲之間，經學堂考試合格後，先學三個月英文，經過挑選，擇其聰俊者留下學習。在學堂先要學四年，實行淘汰製，第一年秋考不及格者，即行剔退，第二年秋考不及格者，準許展限六個月，次年春再試，如仍不及格，亦剔退。所學科目為：一、英語；二、地理、三、算學及平方、立方等；四、幾何原本前六卷；五、代數至對數表法；六、平弧三角法；七、駕駛諸法；八、測量天象、推算經緯度諸法；九、重學；十、化學物理（格致）。學堂畢業後，要上練習艦實習一年，考試合格後授以把總候補，獲得低級海軍軍官資格。
對各級官弁、練勇、水手、炮目，各種當差兵匠的考校也參照各國辦法，嚴格考試。例如，已由學堂出身並補缺帶船的管帶、大、二、三副等，不僅要隨時溫習舊業，推廣新知，而且每年的夏季還要出題考核，評定等級，分別記獎、記過。
所用練勇，必須選擇沿海船戶、漁戶，年在１６歲至１７歲，略識文字者，經過練勇學堂督操官或者練船管帶官，會同駕駛大副、醫官三個人的聯合檢查合格，才能錄用。水手和炮目也是這樣通過考試招用。
第十一款“軍規”。凡各級軍官違犯軍令，視情節輕重，分別給予記過、降極、革職、撤任，或視情況予以停資一至三個月的處分。凡船上頭目、水手及一切無官職人員，如違犯軍令分別予以假日不許登岸、鞭責、械係、革退、斬首等處分。
第十二款“簡閱”。規定各船每日小操，每月大操一次，兩個月全軍會操一次，由提督親自校閱。同時規定，北洋海軍各船每年要與南洋會哨一次。於立冬後至小雪前，由提督率隊至南洋，會同南洋各船遊曆新加坡等地。次年春分前返回北洋。春、夏、秋三季北洋海軍要沿海操巡，並赴奉天（今遼寧）、直隸、山東及朝鮮洋麵巡弋，也可以遊曆俄、日各島。每過三年，由總理海軍事務衙門奏請特派大臣會同北洋大臣出海校閱一次。
第十四款“水師後路各局”。關係於後勤保障。規定旅順口大石船塢負責大小各船泊底和修理船身、換配零件等。旅順應添設船械局，以便為各兵船更換器具。規定大沽口船塢、天津海防支應局、旅順軍械局、天津軍械局、旅順魚雷營、威海行營機器廠、總理水師營務處、天津水師學堂、威海行營海軍學堂、旅順口、威海衛水師養病院及天津儲藥局施醫總醫院、海軍測量畫圖翻譯及各船文案支應各員、各船煙煤、天津機器製造東、西兩局，分別由北洋大臣挑選文武大員管理，或委派司道大員管理，或由提督與水師營務處和津海關道會商辦理。
這是在中國海軍發展史上具有重要意義的章程。盡管它比較生硬地照搬了西方資本主義國家海軍的一些條文，並保留了中國封建軍隊的某些落後條目。但從全麵看，它體現了麵向未來，麵向世界的精神。它是開放的，不是閉塞的；是有朝氣的，不是腐敗的。
當文武幕僚把這個章程草稿繕寫清楚後，李鴻章再次認真審查，感到章程具有係統性、規範性、明確性和縝密性，他很滿意。當即派周馥去北京海軍衙門麵交醇親王奕審閱。醇親王又派海軍衙門章京與周馥悉心研討，編輯成六冊。然後“進呈慈覽，恭候欽定”。
九月初九日（１０月２３日），周馥從北京回到天津，向李鴻章傳達懿旨批準了這個章程。李鴻章覺得莫大欣慰，因為中國海軍從此有了一個法典。準備：“秉承碩畫，策勵戎行，俾士氣常新，軍需不輟，此實海疆萬年之福，慶幸何可言喻。”
不幸的是，海軍章程訂成之日，就是海軍發展停滯之時。在此之後，海軍一條艦船也沒有購買。實足的淺嚐輒止。然而，這並非是李鴻章的本意和過錯。
李鴻章明白海軍是現代化的集合兵種，需要水陸相依的設施。 船塢是建造和檢修船舶的水工建築物。光緒十一年七月初二日（１８８５年８月１１日），他上奏強調應趕修船塢，內稱：軍艦航行於大洋，艦底積有海蠹或出現損傷，需要入塢洗修；遇到戰傷，更需要入塢補修。船艦對於船塢的需求正如“人之需廬舍，櫛風沐雨，胼手胝足，不可無休息飲食之所也。”
陸岸炮台是沿海口岸的火炮發射陣地，是保護艦隻和船塢，防備敵人襲擊、破壞或劫奪的重要設施，也是不可缺少的。 還在光緒七年，他就在大沽口選購民地，建造船塢了。但後來覺得規模不大，僅能修理小型軍艦，不能修理大型軍艦。因此，他又特意奏請在旅順建築船塢和炮台。旅順真是天然軍港，十分適於築船塢。港口被群山環抱，水深而不凍，口外巨風難進，適合防風。其後路連接內地，交通方便。其海路濱臨大洋，便於操練。旅順口水深達２８尺，建成船塢後能容納各種軍艦。不過，修築工程卻因經費難於籌措而被迫停頓。到了光緒十二年（１８８６年），將工程包給法國建築家德威尼承築。工程計大石塢一座，全部是用大塊石砌成。此外有修理鐵甲船所需的機器、工廠廠房儲料倉庫、辦公室、住房，和三裏多長的泊船用大石岸、鐵路、起重碼頭、電燈、自來水等。全部工程原定承包費１２５萬兩，限３０個月完工，驗收後保固１０年。光緒十六年（１８９０年）全部竣工。李鴻章驗收時，為這全新的洋式軍事工程所陶醉，誇獎這是“中國塢澳之冠”。他認為從此中國北洋海軍各艦隨時得以入塢修理，無須運到外國去修，可稱得上是“一勞永逸之計”的“海軍歸宿根本”之處了。
從光緒七年（１８９０年）起，開始構築旅順炮台。先後在黃金山、老虎尾、饅頭山和旅順後路的椅子山、案子山、鬆樹山等處修築海陸炮台數十座，都配備從德國購買的克虜伯後膛大炮。 光緒十三年（１８８７年），李鴻章開始修建大連灣、威海衛炮台。大連灣“地險水深，山勢回環”。在大連灣中路和尚島構築炮台３座，西路於老龍頭、黃山修建炮台２座；東路於徐家山建陸路炮台１座。均堅固異常。
因北洋水師設於威海衛，故於威海兩岸及劉公島、黃島和日島都築了炮台。在劉公島和日島還築有地井炮台。這個地井炮台是經鑿山通穴而修，內有夾層隧道，安設２４生特後膛炮，用機器升降，非常靈速，能狙擊敵船而炮身不露以免受攻擊。劉公島和日島的炮台與南幫皂埠嘴等海岸炮台“相為犄角，鎖鑰極為謹嚴”。劉公島還是海軍加煤的地方，特地用厚鐵板釘成方柱，直徑四五尺，長五六丈，灌入鋼筋混凝土，直入海底，築成鐵碼頭。
光緒十七年（１８９１年），又在大連灣、威海衛兩地配備水雷營。 這樣一來，北洋海軍可以威海衛為休宿海軍的處所；以旅順為修治戰艦的處所。威海衛和旅順同時成為北方兩大海軍基地。李鴻章高興地聲稱：“從此量力籌畫，逐漸擴充，將見北洋海軍規模是以雄視一切。”對於北洋海軍的禦侮力量，倍增信心：“入可以守遼渤，出可以援應他處，輔以各炮台陸軍駐守，良足拱衛京畿。”