同治九年（公元1870年）十一月四日，天津机器制造局正式成立，李鸿章暂委沈保靖为总办。
天津机器制造局成立的同时，李鸿章又在大清河、北运河之间，择地兴造弹药库一座，用来储存弹药、成品机器。
机器局一应员弁，仍大多雇用洋技师，中国技师则全部从江南机器制造总局与金陵机器局奏调。该局规模虽不及江南局宏大，但也比崇厚原设之局大出几倍。
在这之前，李鸿章见直隶兵力空虚，京师只有神机营六千人十营，口外也只有黑龙江将军管辖的马队。直隶其他要地，只有几座兵站和粮草转运局，几乎无兵。
李鸿章至此才恍然大悟，当年张宗禹为何能在几个日夜的光景，长驱直入，直逼畿辅，致使朝野震动，两宫变色，归根结底，在于直隶防守太单薄了。
李鸿章经奏请，把裁撤后已转成经制之师的两万淮勇，分三批调驻进直隶各口驻防，又在口外添募一马队，聘洋人教练。同时设总粮台一处，分粮台十处。
为使粮道水陆畅通，他又将淮军万人调到大运河沿岸，挖濠筑堤，疏理河道，直到大小船只畅行无阻。他兼署北洋通商大臣后，为使通商、行政两便，又奏请添设津海关道，在天津专设衙门，希望办事迅速，不受地方约束。又仿照上海，在天津添设了税务司衙门。
李鸿章保举记名道、刑部郎中陈钦暂行署理津海关道，天津机器制造局总办沈保靖署天津税务司。朝廷一一照准。不久，总税务司赫德加委德国人德璀琳接署天津税务司。
李鸿章到直隶不过四个月，便拳打脚踢，施展平生所学，把死水一潭的直隶，治理得轰轰烈烈，大为风光，人气眼看着一天旺似一天。
到了年底，日本国特派使臣柳原前光抵京，向总理衙门提出通商请求。总理衙门依例禀奏两宫皇太后。慈禧太后着军机处拟旨，遍询各地督抚。安徽巡抚英翰力持不可，言称“恐贻后患”。
慈禧太后拿不定主意，让军机处把英翰的折子誊抄二十几份，分送各地督抚讨论。其实，说是让各地督抚参与进来，实际上主要还是看南北二洋的态度。
南洋通商大臣是两江总督曾国藩，北洋通商大臣是直隶总督李鸿章。对外洋请求通商事宜，南曾北李最有发言权，其他督抚态度怎样却无关紧要。
曾国藩正在假中，主意自然要李鸿章一个人拿。李鸿章没有忙着上折，他让随员把一应介绍日本国的书籍俱翻捡出来，一一阅看，又请教了一名英国人、一名美国人，二人把知道的都毫无隐瞒地告诉了他。
随着对日本的了解增多，李鸿章的想法渐渐成熟，他在上《筹议天津设备事宜折》的同时，又附加《遵议日本通商事宜片》，主张与日本通商。
李鸿章认为，日本与中国一衣带水，相距不过数日程，从元代开始，两国人民就有往来。李鸿章又说，国门洞开后，欧洲各国争相来中国取利，而日本并没有凑热闹，可见是真心想与中国交好。现在中国与欧洲各国都有往来，日本要求订约通商亦在情理之中，不该拒之门外，说不定两国关系好了之后，还能为我所用。
李鸿章甚至想利用日本通商这件事，向外国派驻公使，侦探别国实在情形，达到永远相安的目的。他认识到无驻外使节的不便，明确提出，驻外使节不仅能“以侦探彼族动静，而设法联络牵制之”，更“可冀消弭后患，永远相安”。
当李鸿章提出这一设想的时候，大清国满朝文武，甚至包括恭亲王在内，还远没有认识到这点。奏议递进宫去，自然遭到王公大臣的一片唾骂。但慈禧太后经与恭亲王反复论证后，最终还是同意了李鸿章的观点，认为与日本通商终究是利大于弊，答应与日本通商。
军机处按照慈禧太后的吩咐，专给李鸿章、曾国藩二人下了一道圣旨，特别指出：“因该国意向甚坚，业已令其特派大员，到时再与妥议。着曾国藩、李鸿章预行之妥筹，庶临时较有把握。”
李鸿章接旨后，考虑日使来华必先到上海，当天晚上就给江苏巡抚丁日昌递急函一件，让丁日昌委派署江苏藩司实授江苏臬司的应宝时，速到海关道衙门，借调日本与西洋各国所订之条约，并一一抄录；日使到沪后，着应宝时与海关道先行接待，会同办理，不准有丝毫差池。
第二天，李鸿章又把津海关道陈钦从天津传到保定，吩咐道：“两国订约非同儿戏，钤印签字之后的东西，是不能胡乱更改的，务须提前考虑周详，预为筹划妥当，方不致出现疏漏。本部堂已函嘱江苏应臬台办理接待之事。你回津后，要派员去与应臬台会合，相商办理此事。你还要进京去同文馆一趟，挑一名倭语明白的生员带在身边，以备急用。你从京师可以直接回天津，就不用来督署了。本部堂这几日要去大沽口走一走，查验一下炮台修复的事情。”
陈钦领命后，就进京去同文馆办理挑选生员的事。李鸿章紧锣密鼓地筹备着日使来华前的一切准备工作，但让他做梦都没有想到的是，日本国此次执意要与大清国签订条约，竟然是为了一场蓄谋已久的阴谋所作的铺垫！也就是说，大清国的朝廷完全领会错了日本国的意图。
日本是岛国，西隔东海、黄海、朝鲜海峡、日本海同中国、朝鲜、俄国相望，东临太平洋。国土由北海道、本州、四国、九州四个大岛和三千余个小岛组成，面积约三十七万平方公里。绝大部分国民属大和民族，少数民族有阿伊努人等。
与大清国相比，日本岛是真正的弹丸之地。就是这个弹丸之国，从立国之初，便极具侵略和对外扩张的野心。明治维新以后，日本国面貌一新，日渐强盛，稍有国力便到西洋各国订造战船，大兴军备，随后便想将邻近的朝鲜半岛、琉球群岛及台湾岛掠为己有。但当时的朝鲜、琉球均是大清国的属国、属地，而台湾又属大清国领土。这三个地方，日本无论想攻其中的哪个，都不能不把大清国牵扯进去。日本国决定仿照西方各国的办法，打着订约的幌子，实是派人来大清国侦察国力、窥视动静，希望对症下药作出相应的策略。
同治十年（公元1871年）三月，日本国钦差全权大臣大藏卿伊达宗城，外务大丞兼文书柳原前光以及随行二十人乘船抵达上海。
应宝时按着李鸿章预先的指派，会同上海海关道带随员到码头恭迎伊达宗城一行，并安排进一家官驿住下。应宝时连夜向李鸿章及总理衙门通禀日本使团抵沪事宜。
第二天，伊达宗城郑重向应宝时提出，想带随员在上海各处参观。伊达宗城特别言明，要到军营和江南制造总局参观，以备回国后效仿云云。应宝时按照李鸿章事先的吩咐，婉言回绝了日本使团进军营的要求，只带他们到江南制造总局走了一趟。
在制造局的校炮场，柳原前光问东问西，还亲自验看开花炮的射程及效果等，显得极其虚心和兴奋。应宝时有问必答，毫无保留。
应宝时答话的时候，日本使团的部分人员，便拿出事先准备好的本子，将应宝时介绍的情况一一记录下来。应宝时不以为意，还在心里感叹：“这些倭贼，什么都不知道，真是可怜！”
十几天后，应宝时接到总理衙门的谕示，命其带上日本使团，登舟赶往天津去见李鸿章。伊达宗城、柳原前光等人站在甲板上，不时询问沿途炮台的位置及驻防情况。应宝时不明就里，均一一指明；有不知道的，他便开动脑子，含糊其辞，直说得伊达宗城频频点头为止。
应宝时自以为应变得体，其实正中了日本人的奸计，也为以后埋下了诸多祸根。
李鸿章率陈钦等人到码头迎接。他先让陈钦、应宝时二人，把伊达宗城一行送到驿馆歇息，并拨派了几名差官伺候。
伊达宗城却打开随带的护书，从里面拿出一份拟好的条约，递给李鸿章道：“本大臣前来，是奉天皇旨意，来同贵国签这份条约的。条约已经拟好，请贵大臣预为浏览一下，并呈请贵国皇帝陛下御准。”
李鸿章没想到日本人个子矮，性子却这般急，不由笑道：“贵国皇帝陛下着伊大臣前来订约，倒是选对了人。不过，修约之事关乎两国的命脉、前程，断非一见面便可办理，总须贵我双方坐在一起，反复计议，确无疏漏后，才可画押钤印。贵大臣递上来的这个条约，本部堂可以先拿回去看一看。至于何时商谈订约之事，本部堂请旨后才能知会贵大臣。贵大臣只管在驿馆好好歇息便是。”
伊达宗城等人只好进到驿馆里头，到指定的房间去歇息。
临行，陈钦特意把守在驿馆门外的两名侍卫叫到一旁吩咐道：“倭寇生性野蛮，最好打劫财物，你们两个可要看住他们，不要让他们到外面去。虽然皇上有旨，同意与他们订约，但我们却不能不预为防备。若他们走到街面上，忽然萌发恶念，潜到人家的屋子里去，杀人越货，本官不好向上头交代，你们两个也难脱干系。听本官的吩咐，把眼睛瞪大些，万莫生出意外。”他把日本使臣当成了倭寇。
两名侍卫被他一席话说得脸色顿变，顿时紧张起来。