李鸿章24岁考中进士，授翰林院编修。咸丰初年，他在原籍办团练，抵抗太平军，并去江西、湖南投靠了曾国藩，又奉其命回乡招兵买马，编练成7000名淮军，由部将刘铭传、周盛波、张树声、吴长庆等分带，沿江而下，到上海镇压太平军。1862年，他因“功”被委任为江苏巡抚，三年后又署两江总督，镇压捻军。1870年，他接替曾国藩，就任直隶总督兼北洋大臣。开始逐步掌管清廷政治、军事、经济、外交大权。1899年到1900年任两广总督，授武英殿大学士、文华殿大学士。他在施政过程中的核心是办洋务，所以又被称为洋务运动的代表者或奠基人。
李鸿章曾先后创办江南制造局、轮船招商局、开平煤矿、漠河金矿、天津电报局、津榆铁路、上海机器织布局，还建立同文馆，选派留学生出洋。他办洋务的初始动机是办军工企业，造出枪炮、弹药、机器、舰船和水雷，主要用来对付捻军。但由于直接改善了淮军的武器装备，使淮军成为清军中装备精良、战斗力较强的军事力量，后期淮军实际上成了国防军。
李鸿章在与列强的交往中意识到富国才能强兵，故积极推进官办、商办军工企业的发展。他长期担任直隶总督兼北洋通商事务大臣，坐镇北方最大的通商口岸天津，既积极筹划北方防务，戍卫京级，又进一步拓展洋务，以增加财赋收人。他还苦心孤诣，编练成一支当时堪称亚洲一流的海军，并在山东刘公岛安营扎寨，这支北洋舰队拥有各种军舰25艘，42000吨位，以大沽港、旅顺港、威海卫港形成三角，拱卫京城海上门户。
李鸿章办外交也有“风光”的时候。1896年（光绪二十二年）李鸿章作为中国特使，应邀赴俄参加沙皇尼古拉二世加冕典礼，并顺访欧美诸国。3月27日（农历二月十四日），李鸿章携包括儿子李经方、李经述在内的随员45人，从上海登上法船“爱纳司脱.西蒙号”，翌晨离沪，出东海，经太平洋、印度洋人苏伊士运河，又由迎候的俄国马赫托姆斯基公爵接上“俄罗斯”号，于4月27日抵达俄国的黑海港口敖德萨，改乘火车北上。李鸿章此番“以七十有四之衰龄，涉三万余里之海路”使俄，其主观愿望是联俄并促使俄、德、法三国挟迫日本放弃对我辽东半岛的占领。他在俄国拜会了新沙皇并草签了《中俄密约》，然后到德国、荷兰、比利时、法国、英国、美国和加拿大巡访并向部分国家的元首递呈国书。在由太平洋取道横滨回国时，感于日本对中国的侵略和疯狂的割地赔款要求，他曾拒不上岸，以抒怨忿之气。
李鸿章当时是内阁最高职衔的文华殿大学士，实际掌管清廷外交、军事、经济大权，可谓“两人（慈禧光绪）之下，万人之上”，中外皆呼“李中堂”，故荷方打出“千岁李鸿章”的灯花。李鸿章在诗中居然也露出“大国使臣”颇为自得的心情。这封信的墨迹在历100多年后于1998年从荷兰传回合肥。
戊戌变法前后，李鸿章已意识到“穷则变，变则通，但端在人心相通”但他却曾举棋不定。当光绪帝下诏“明定国是”时，他曾向管学大臣孙家熏推荐康有为为京师大学堂总教习。“后党”图谋加害康有为时，李鸿章暗地向康有为通风报信。当慈禧完全占了上风，光绪帝被软禁后，李鸿章又由徘徊观望到缄口不言。义和团运动爆发，八国军攻进北京，帝、后西逃西安。由两广总督回任直隶总督兼北洋大臣的李鸿章又为清廷这所“破屋”充当起“糖糊匠”之责。但回天乏术，不久他自己却死于内外交困中。
李鸿章长期处于内忧外患的夹缝中，处于既不能得罪洋人又要忠于朝廷的夹缝中，处于实际上是“弱国外交”的尴尬境地，虽小心翼翼，东补西贴，如履薄冰，然终未能挽救晚清大厦于将倾。他成了中国近代史上最有争议的人物之一。