要建设一支强大的海军，舰队必不可少，配套的造船厂和修船厂必不可少，清廷这时对曾国藩和曾纪泽基本上是一再放权。为了招商引资，曾纪泽专门在上海设立了招商引资局，将股份制引入中国，启动的第一个项目就是成立江南制造局。上海当时是远东商贸中心，不到三个月，招商引资工作已经基本完成，清廷拨款五十万两，造船厂的总启动资金达到两百万两白银。
曾纪泽的费用还算充足，而造船厂涉及的利益又十分重要，故这一次官府在船厂的股份将占到百分之五十一，其余股份中，将有百分之四十分配给民间资本。另外还有百分之九的股份，曾纪泽决定用其作为土地改革的试验品，这部分股份将面向苏州府农村的中小地主发放，交易原则是：土地换股份，然后再把土地租给农民。
办船厂的机器，曾纪泽原计划让容闳再联络驻美国的办事处，为船厂购置相关的机器，但他很快意识到，自己并没有那么多的时间来等待：依照目前战争的形势，太平天国也有可能连1864年6月也撑不到就完蛋，那将是一个重大的历史转折点，曾纪泽必须在此之前，让江南制造局的造船厂投入生产运营，为他的淮扬水师源源不断制造舰船，维修军舰。
这时，李鸿章建议曾纪泽：“我们可以就近在上海收购一家设备齐全的外商工厂，尽快投入转产就可以开工。”
“我也考察过，上海这座东方第一大港，其船舶修造业十分繁荣，有英国人杜拉普经营的新船坞、莫海德经营的董家渡船坞、霍金斯开设的立祥安顺船厂、包义德开办的祥生船厂，以及美商旗记铁厂等十余家船厂。”曾纪泽点点头，说：“你去务色合适的收购对象。”
“应该没问题。”李鸿章说，上海的船舶市场又是有限的，面对如此激烈的竞争态势，本就有几家船厂无意继续经营下去，有意出售。
五天后，李鸿章经过实地考察，再三精挑细选之后，最终选定了旗记铁厂。他向曾纪泽汇报说：“大公子，旗记铁厂位于虹口租界内，号称洋泾浜外国工厂中机器最大者，现在经营困难，我和老板谈了一下，六万两银子就可以买下这座旗记铁厂，其中包括价值两万两的铜、铁等材料。除此之外，旗记铁厂总工程师和8名外藉机械师，以及60多名铁厂工人都愿意继续留下工作，工钱不变。”
“这家铁厂我听说过。”曾纪泽对李鸿章说：“你干得不错。不过旗记铁厂位于美租界内，厂中工匠繁多，屡与洋人发生口角生事。为了能不断的扩大规模和修造轮船，既需要发展余地的地界，也必须择一滨江处。我们可以将铁厂所有设备搬到了城南高昌庙滨临黄浦江的地方，重新修建厂房。”
“大公子考虑得周到。”李鸿章道。
曾纪泽办江南制造局这样的大事，虽然是经过了朝廷的允许，但作为曾国藩的直属下属，以及他信赖的儿子，曾纪泽极力支持曾国藩的首肯和支持。他向曾国藩写家书，力陈其国利害，希望能得到老爹的支持。
曾纪泽在此信中很清楚的阐明了自己办洋务的思，其一：即军火工厂除造军火之外，必须造民用产品。其二：中国人的智慧并不逊于西人，只要能铲除封闭隔绝，对外开放，必能创造性的发展而超过西人。其三，私人投资实业的资本主义发展趋势，已是天下大势，不可逆转。
曾纪泽在给曾国藩的信中写道：“机器制造一事，为今日御侮之资，自强之末。抑儿尤所陈者：洋机器于耕织、刷印、陶埴诸器皆能制造，有裨民生日用，原不专为军火所设，妙在借水火之力，以省人物之劳费，仍不外乎机括之牵引，轮凿之相推相压，一动而全体俱动，其形象固显然可见，基与法亦确然可解。惟其先华洋隔绝，虽中土机巧之士，莫由凿空而谈，逮其久风气渐开，凡人心智慧之同，且将自发其覆。儿料数十年，中国富农大贾，必有仿造机器制作自求利益者，官法无从为之区别。”
此时曾国藩对洋枪洋炮观念有了很大改变，他自己也在安庆开办了安庆军械所，对曾纪泽在上海开办江南制造局很支持，他跟朝廷又争取了五十万两白银的拨款，作为建厂资金。
经过一个月的努力，江南制造局的船厂在大上海的黄浦江畔破土动工，曾纪泽将这家新生的近代化企业命名为“江南制造总局”。
按照曾纪泽审定的设计方案，江南制造总局的厂房建设非常庞大，东、西、北三面环为高墙，正门两人侧以木栅栏围之。进门中央为公务厅，东设案房、画图房、总库房；迤北为生铁厂、木工厂；北设大火器厂、汽锤厂、轮船器机锅炉厂；迤西设炮厂、炮弹厂、水雷厂、炼钢厂，西为汽机厂，西北为熟铁厂。局门外至黄浦江边是一大片空地，有直道通往码头。直道东为长达99米的泥船坞和造船厂，西为木栈。
江南制造局规模之宏大，所设车间类别之多种样，在亚洲都是首屈一指的，
曾纪泽还为江南制造局挖了一些杰出人才，比如徐寿。
当初在安庆军械所时，曾国藩就命徐寿，仿制一艘蒸汽船。徐寿接受了自制轮船的任务，与吴嘉廉及次子徐建寅等人协作，制造轮船的关键是创制蒸汽动力机，但当时国内还没有成功的经验可以借鉴，任务非常之艰难。
但徐寿硬是从、中找到了有关轮船制造的原及工艺知识，并到安庆江边察看外轮的行驶情况，并上船观察和测绘轮机的动作和主要部件。
在收集了一系列的制造轮船的资料后，经过了三个月的努力，徐寿等人用原始的手工方法，制造出了中国第一台蒸汽机。只是未及将蒸汽机装入船上试行时，徐寿便被曾纪泽召到了上海。
此番曾纪泽在上海建造船厂，自然便要徐寿来主持大局。徐寿当即表示愿意，兴奋道：“蒸汽机轮船最核心的部件就是里面的蒸汽动力机，这个我已经摸透了他的原，下一步要做的只是将蒸汽气动力机将上木船，匹配运行就大功告成了。”
“不过我要醒你的是，这座新建船厂所造船只，将以军用炮舰为主，并不仅仅只是把蒸汽机将上船那么简单，可以先买西方的蒸汽机。”曾纪泽头脑保持着冷静，毕竟像蒸汽机这种核心部件，西方有二百多年的历史，自主研发是长久之计，但短期来看，还是买西方的好，这种一旦出了问题，军舰就废了。
徐寿回答道：“咱们淮扬水师中即有现成的炮舰，公和武器局中又有欧美的机械师，只要能把这些资源利用好，我相信咱们自己造出的船只，不比洋人的差。”
看来曾纪泽前一阶段，辛苦建立的一些西事业是没有白费，当涉及到造船这种综和性较高的行业时，原有的那些都可以作为基础来帮助。
“那么，你对船厂新要建造的舰船种类有什么看法呢？听你刚才之言，你是以造木制船为主了？”曾纪泽心里已有长远的打算。
徐寿点头道：“欧美国家都是以木制船为主，只不过他们已开始大规模的开始改风帆为蒸汽驱动，咱们从现在起就仿他们制船，相信用不了多久就能追上他们的脚步。”
“我们可以尝试造铁舰。”曾纪泽摇摇头，中国从洋务运动开始，无论是造枪造炮还是造船，总是走着模仿跟随西方的脚步，可是技术的消息和成型都是需要时间的，等你能熟练的造前膛枪时，人家已开始后膛枪，等你追着赶着造后膛枪时，人家又造出了机枪，不管怎么努力，总是慢半拍。有时候啊，并非是你不努力，而是这世界变化太快。曾纪泽这个“洋务派”和李鸿章、徐寿这些人是不同的，他洞悉着这个世界的发展方向，所以他有更优的选择，可以避免走更多的弯路，他对徐寿说：“你说的不错，木制蒸汽船确实是现在各国海军的主力，但它的时代很快就要结束，不久的将来，各国海军都将进入一个铁的时代。”
徐寿吃了一惊，困惑道：“大人你所指的‘铁的时代’，莫非是说将来的舰船，都将用铁来建造吗？”
中国目前的物十分落后，在国人眼里，只有木头才能浮在水上，他们很难象重达万斤的铁船也能自由的浮于水面，而不沉下去。即使是徐寿这样，对西方有了解的人，难免也有这样的惯性思维。
曾纪泽笑道：“你该不认为铁船不能浮水吧，你有没有听说过‘阿基米德定律’？”
“大人所说的是那个关于浮力的原理吗？”徐寿阅读面还算广。
“算了，我给你做个实验吧。”曾纪泽便叫下人抬来一个盛满水的大木盆，又叫人厨房拿来一个空的铜壶。
“接着。”曾纪泽竟是凌空将那铜壶扔给了徐寿。
徐寿吓了一跳，急是伸手去接。那铜壶大概也有七八斤重，曾纪泽就这么扔过去，力道还颇为不小，徐寿一介读书人而已，手无缚鸡之力，接到时便被压得手臂往下沉，险些漏地下。他样子显得颇为慌乱，心下有些不好意思，便笑着自嘲道：“这壶还挺重的，比我家的要重多了，拿着还不太顺手。”
“重就好。”曾纪泽指着木盆道：“你就把它放入水里吧，看看有什么效果。”
徐寿怔了一怔，眼神中猛的闪烁着异样的光彩，他似乎是猜到了分，但还是照着曾纪泽的指示，将那空心的铜壶轻轻的放入了水中。铜壶上上下下起伏了几下，然后很平稳的浮在了水面上。
“怎么样，看到了什么？”
徐寿盯着那浮在水面的铜壶良久，终于体到了曾纪泽的用心，他长出一口气：“大人，我明你的意思了。这铜铁虽重，但只要将里边掏空了，照样能和木头一样飘浮在水上，也就是说，铁船也一样的可以下水航行。”
徐寿的领悟能力还是很让他满意的，他接着继续引导：“那么你再，虽然铁船一样可以下水，但造价却远比木船要高的多，建造的技术也更有难度。既然如此，我放着廉价的木船不去造，却为何偏偏要去造那铁船呢。”
“那自然是因为铁船坚实，能扛得住大风大浪，还有就是比木船更能承受炮火的打击，我这一点应该是铁船最大的优势。”徐寿举一反三，脑袋越来越灵光。
“正是如此。”曾纪泽以赞赏的目光笑对着他，接着又道：“未来各国海军的发展，铁船将是潮流，咱们既要师夷长技，却又不能一味的跟着他们的屁股后面。造船就要像造枪一样，要造就要造和洋人同一水平的，这样才有机迎头赶上他们。”
“大人眼光深远，徐寿实在是敬佩呀。”徐寿是由衷的表达内心的感受。
这样的话曾纪泽听多了，也就不太在意，道：“眼光这东西，并不是天生就有的，我也是经常阅读洋人的报纸，才能有这样的结论。至于造铁船这事，大方向是这样的，但技术上毕竟垮度比较大，我建议未来的船厂不需要一上马就开始造铁船，可以先从木身，外包铁皮试造，慢慢平稳的过度到全结构铁制来。”
徐寿道：“还是大人想得周全。如果大人决定以铁船为建造方向，那我从现在起就开始收集这方面的资料，招揽相关的中外技术人才，为船厂的开办筹办相关的技术准备。”
曾纪泽道：“你就放心去做吧。只要是这方面的人才，你尽管招聘来就是，他们的薪饷不是问题。另外，我也让容闳从美国聘请一些相关的技术人员，具体事宜你们俩可以私下商量。”
造船厂事关重大，能否将其办好，直接关系到曾纪泽的海军发展方略。为此，曾纪泽又从他的幕府中精挑细选，起用韩殿甲担任船厂主事。历史上，韩殿甲也是李鸿章手下仅次于丁日昌的洋务干将，非常能干。
忙完江苏的土地改革和江南制造总局的事，曾纪泽觉得，是时候该敲响太平天国的丧钟了！
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