華蘅芳翻譯的第一部著作，是美國人代那寫的《金石識別》，共12卷。這是一部關於地質探礦學的著作。他之所以首先選擇《金石識別》，是與他渴望國家富強的愛國心分不開的。他認為：五金礦藏與強國富兵有很大關係。在《金石識別》的翻譯過程中，他與美國人瑪高溫緊密合作。由於瑪高溫從事的是醫生工作，他不能到江南製造局內專門進行翻譯工作。所以，華蘅芳每天趕到他的住處，待他有空隙的時候，由瑪高溫口述，華蘅芳筆錄。當時華蘅芳住的地方離瑪高溫的住處有相當長的一段路程，華蘅芳每天清晨吃完早飯就趕去，中午還需回到自己的住處吃飯，飯後再趕去，一直工作到黃昏。譯作的稿本、改本、抄本及草圖都由華蘅芳一人承擔。由於華蘅芳初次譯書，對譯書的情況不熟悉，完全是探索性地進行，所以進展得十分緩慢。熬過了三四百個晨昏子夜，華蘅芳才譯完《金石識別》一書。1871年，江南製造總局翻譯館刊印出版，流傳於世。華蘅芳後來回憶這段翻譯工作說：“每到夜深蠟燭熄滅時，身體疲倦神誌昏昏，像死人似地倒在床上就睡，但是做夢還在想某一個金石的名字，怎麼驅趕都不能離去，這種滋味，其他人是不能理解的。”《金石識別》是第一次向中國人介紹近代地質探礦方麵的知識。
華蘅芳在譯出《金石識別》一書之後，又接著與瑪高溫合作，先後譯出了《防海新論》、《禦風要術》等科技書籍，也都由江南製造總局翻譯館刊印出來，介紹給國內。
華蘅芳從古地質學角度出發，認為“金石與地學是互為表裏。地質層次不明，是沒有辦法考察金石的脈絡。”從1870 年起，他又與瑪高溫合作，著手翻譯英國地質學家賴爾的《地質學原理》，共38卷，被定名為《地學淺釋》。將近40歲的華蘅芳，自認為精力旺盛，不知勞苦，越於越起勁。由於過於勞累，身體體質開始下降，人也日益消瘦，頭上出現了縷縷白發。正是在這種情況下，他在翻譯《地學淺釋》一書到第17卷時，累得患了痢疾，連續便血。即使如此，他還是帶病常到瑪高溫家中繼續譯書。直到後來病重，臥床不起，才不得不請假治病。徐壽聞訊趕來看他時，看到他躺在病床上骨瘦如柴，麵無人色，心中十分難過。徐壽對華蘅芳說：無論中國還是外國，知識浩如煙海，而且是無窮無盡。你對研究知識不是主張一步一步的，循序漸進嗎？現在我們譯書、傳播知識，也不能一下子就能完成的，你要保重身體為好。”華蘅芳接受了徐壽的勸說。他的合作者瑪高溫一方麵安慰華蘅芳靜心養病，同時又誠懇地表示，一旦華蘅芳的病情好轉，。願意繼續與他合作完成譯書任務。經過幾個月的治療和休養，華蘅芳的病情逐漸好轉，於是他又拿起筆在家裏整理起譯稿來了。
當瑪高溫知道華蘅芳帶病堅持譯書工作，深受感動，瑪高溫就帶著書籍到華蘅芳住處來了。華蘅芳既高興，又有點不好意思，一再說：“我的病好了，能夠走路了，還是我到你家去吧！”瑪高溫連連擺手，態度誠懇地說：“我們先把《地學淺釋》這部書譯完以後再說吧。”從此以後，瑪高溫每日都到華蘅芳家中？繼續共同合作譯著。在完成《地學淺釋》一書草稿後，華蘅芳又用了幾個月的時間，對全書的譯稿作了修訂、整理，並目作了書中名詞術語的中外文對照表，最後謄清付印。
隨後，華蘅芳又與英國人傅蘭雅合作，專門翻譯數學著作。華蘅芳翻譯最多的還是數學著作。
華蘅芳從事數學工作的最大特點是對中外數學進行分析比較。他發現《代微積拾級》中的微分法和積分法同中國傳統的“天元術”不大相同。從層次來看，微積分比天元術深奧曲折；從應用上看，微積分比天元術用途更廣泛。他指出：“用圓徑求周長，真數求對數，雖然不用微積分，也是可以求得的，但必須用乘、除、開方數十次至數百次，它的難度是不言而喻的。還不如用微積的方法，理明而捷也。”難能可貴的是，華蘅芳不僅從李善蘭、偉烈亞力合譯的《代微積拾級》中看到微積分有“理明而捷”的優點，並且還能感覺到原著在介紹微積分時，還存在不足之處，那就是不夠充分，必須把這項工作再提高一步。因而他著手翻譯了由英國人華裏司所著的《微積溯源》一書。這本書1874年出版，共8卷，主要介紹微分法、積分法、微分方程及其應用。他在譯書作序中寫道：“我與李善蘭是好朋友，讀了他翻譯的書，懂得了微分積分的梗概知識。我所以要翻譯《微積溯源》一書，主要是為了補充《代微積拾級》一書中的不足。”《微積溯源》是繼《代微積抬級》一書之後，我國第二部係統地介紹微積分學的中文數學著作。從《代微積拾級》和《微積溯源》的前後刊出，可以看出，隨著洋務運動的進一步開展，中國接受和吸收西方高等數學的程度得到了加深。
在這前前後後，華蘅芳又分別與瑪高溫和另一個美國人金楷理，以及英國人付蘭雅，合譯了許多書。1873年出版的《代數術》25卷，由英國人華裏司所著。內容以代數、三角為主，也包括一些其他問題。
1878年譯完出版的《三角數理》l3卷，由英國人海麻士所著。內容包括三角函數關係式、平麵三角解法、三角函數的冪級數展開式、對數、反三角函數和球麵三角解法等。
1879年譯完出版的《代數難題解法》l6卷，由英國人倫德著作
1888年譯完出版的《合數術》11卷，由英國人白爾尼所著。
1899年譯完出版《算式解法》14卷，由好敦司、開奈利同著。
1880年譯完、l896年出版的《決疑數學》l0卷，譯時沒有寫作者。但在卷首總論中說：“英國文字記載決疑數學（當時把“概率論”譯為“決疑數學”）之書，其最佳作者為棣麼甘所作，印在1834年倫敦的叢書中，卷帙雖不多，而拉不拉都在其中。”這是我國第一部係統介紹概率論的譯著。書中比較詳細地介紹了概率論的曆史，除介紹概率論一般還介紹了概率論在天文測量及物理學方麵的應用。書重還使用積分，是當時傳人我國的西方數學中較高深的內論。這部論著，在當時就引起我國學術界較密切的注意。它從一個側麵反映了洋務運動後期我國數學研究的一種動態。