1862年7月，李鸿章首先将其亲兵营，即韩正国所统亲兵二营改为洋枪队，并在8月的七宝街、北新泾之战中获大胜。自此以后，他更坚定了更新装备提高战斗力的决心。同年9月，李鸿章着手开始营制的改编，将各营之鸟枪队改为洋枪队，每哨添劈山炮2队，改编后的淮军装备为：每营计有洋枪28队，洋枪每人一杆，每队除伙勇外，11人持有洋枪，加上各哨哨官护勇计20人，合计全营共有洋枪328杆，www.youxs.org。此外，每哨编2队劈山炮队，全营共有劈山炮队10队，每队有炮4尊，全营共有劈山炮40尊，www.youxs.org。这一改革使淮军的战斗力大为增强，“临阵时一营可抵两营之用”。随着淮军装备的更换，它成为了当时中国装备最为精良的部队，担负了保卫京畿的重要任务。
1863年初，淮军开始设立炮队，最早设炮队的是李鸿章的亲兵营，即张遇春的春字营。当时的洋炮队，仅有兵员200余人，这是淮军成立正式炮队以专门营伍之始，亦是中国炮兵制度的发轫。是年3月，李鸿章向曾国藩报告：“西洋炸炮，重者数万数千斤，轻者数百数十斤，战守工具，天下无敌。鸿章现雇洋人数名，分给各营教习，又募外国匠人由香港购办造炮器具，丁雨生即来监工。又托法、英提督各代购大炮数尊自本国寄来，大约年底渐集事。”到6月间淮军进攻苏州之时，刘铭传部、程学启部也都设立了专门的炸炮队。为了增强部队的战斗力，1877年李鸿章在组建开花炮队的基础上，又添置了最新式的德国克虏伯后膛钢炮114尊，并仿德国炮营之制，成立了新式炮队19营。这时的淮军炮营，已成为可以独立执行作战任务的炮兵部队，由于淮军武器装备的精良，使之成为清廷最为倚重的一支军队，李鸿章曾十分得意地夸耀：“敝军枪炮最多而精”，“是以所向披靡”。正是由于淮军的这种特殊地位，对当时和以后的军队改革产生了很大影响，早在1864年3月，清廷即派八旗京营火器40人赴上海，“交李鸿章差委，专令学习炸炮、炸弹及各种军火机器”，开始进行改变经制兵装备落后状况的尝试。随着李鸿章担任直隶总督，直隶练军的装备也仿效淮军进行了大规模的改良。北洋新军的编成，也在很大程度上吸取了淮军装备更新的经验教训，其中一些军队更是在原来淮军的基础上编成的，所以可以说，淮军是清代由落后的经制军过渡到完全近代化的新军的重要环节，李鸿章率先进行的装备更新，不仅开了清代军队改革的先河，而且直接推动了中国社会近代化的历史进程。
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19世纪70年代，欧洲列强及日本从海道不断地侵略中国。特别是1874年日本侵略台湾，引起了清政府对海防的重视，遂决定创建海军，开始近代化军队改革的重要一步。
首倡海防的是林则徐和魏源。林则徐在禁烟期间，曾改装过一艘英制商船作为炮舰；魏源主张购舰备炮，筹办海防，曾国藩也曾拟筹建近代水师，但真正系统提出建立新式海军的却是李鸿章和丁日昌。
1867年12月31日，时任湖广总督的李鸿章在附呈江苏布政使丁日昌《创建轮船水师条款》中，正式提出“创建轮船水师，分为三阃”。李鸿章代丁日昌奏道：“自海氛构衅，中国水师无能御敌，是不独师船不及轮船、夹板，即沿海炮台，亦于无所用，沿海兵制，亦散而无统，是以洋人游弋海上，厚集其势，由一路伺隙进，而中国必须处处设防，不能互为接应，正犯兵家备多力少之忌，此其所以不胜也。”主张在中国近海设北洋、中洋、南洋三师：“无事则出洋梭巡，以习劳苦，以娴港汊，以捕海盗；有事则一路为正兵，两路为奇兵，飞驰援应，如常山蛇首尾交至，则藩篱之事成……”丁日昌、李鸿章设“三洋”水师的意见，未被清廷重视，直到1874年日本以“铁甲船”兵据台湾，清政府才重议此事。daqu.org 西瓜小说网
1874年12月10日，直隶总督兼北洋大臣李鸿章上《筹议海防折》，奏道：“自奉天至广东，沿海袤延万里，口岸林立，若必处处宿以重兵，所费浩繁，力既不给，势必大溃。唯有分别缓急择尤为紧要之处，如直隶之大沽、北塘、山海关一带，系京畿门户，是为最要。江苏吴淞至江阴一带，系长江门户，是为次要。盖京畿为天下根本，长江为财赋奥区，但能守此最要、次要地方，其余各省海口边境略为布置，即有挫失，于大局无甚碍。”