飞鸟尽，良弓藏；狡兔死，走狗烹。清政府在剿灭捻军的军事行动结束之后，对李鸿章的态度有了明显的冷落。李鸿章看出了朝廷对自己的猜忌，于是效仿恩师曾国藩，开始裁撤淮军。
李鸿章为了保留淮军的精锐，求助于新上任的两江总督马新贻，希望在军饷上能够继续得到他的支持。湘军和淮军的军饷一直主要来源于两江地区。马新贻不敢得罪李鸿章和曾国藩，爽快地答应了李鸿章的要求。李鸿章还把湖广的厘金和关税的百分之四十充作军饷，使淮军的军饷比以前大大增加了。
李鸿章在湖广期间，清政府给他安排了很多杂事。一会儿被派去四川，一会儿被派到贵州，还派他去协助左宗棠到陕西镇压回民起义。李鸿章实在不喜欢左宗棠这个人，不愿意再与左宗棠合作，他写信给曾国藩说，和左宗棠共事的滋味如同嚼蜡。于是李鸿章找种种理由拖延去陕西的时间，直到接受命令的4个月之后，才赶到西安。这时候，是1870年的7月。
1870年6月21日，发生了震惊中外的“天津教案”。教案的起因是这样的：在此前后，法国天主教育婴堂的婴儿由于传染病死了30多个，老百姓纷纷谣传，说是教会的人雇人用迷药拐骗儿童，然后把孩子弄死，挖出心肝做药。这一天，天津的群众抓了一个拐骗儿童的人贩子叫武兰珍。武兰珍交代说，卖给自己迷药的是一个名叫王三的教徒。群众群情激愤，跑到教堂去要人，结果教堂里没有王三这个人。闻讯赶来的法国驻天津领事丰大业气势汹汹地要求崇厚（当时的三口通商大臣）镇压，崇厚没有答应。丰大业气急败坏，朝崇厚连开两枪，崇厚躲开了。丰大业后来遇见了前来劝和的天津知县刘杰，又向刘杰开枪，打伤了刘杰的助手。群众见丰大业如此蛮横，冲上去打死了丰大业和他的秘书。然后，冲进教堂，打死了20名洋人和传教士，并放火烧毁了法国教堂望海楼和育婴堂、法国仁慈堂、美国布道堂、英国讲经堂等多处。
事后，法国联合美、英、俄、德等多国向清政府提出抗议，各国军舰聚集于天津和烟台，进行武力恐吓。在剿捻成功之后，清政府因为曾国藩的赫赫军功，同时也是惧他坐大地方，就以裭（chǐ）夺兵权、明提暗抑之手段，将他直接调来中枢，任直隶总督兼北洋大臣。天津教案一发，朝廷即派曾氏前去处理。曾国藩深知，此事事关洋人，干系十分重大。临行前，他甚至给儿子写好了遗书，并买好一口楠木棺材，准备以死赴任。曾国藩这一生，自杀多次，多次写过遗书。也许，这是曾国藩内心深处的那种强烈的悲观主义色彩的体现。在处理天津教案过程中，曾国藩迫于洋人的压力，先后逮捕了80多人，其中定为死罪的20人，流放的25人。还把天津知县刘杰、知府张光藻革职充军。一时间，舆论哗然，纷纷指责曾国藩“卖国求荣”，“为洋人献媚”。曾国藩面对内外压力，支撑不住，希望朝廷另请高明。
事实上，这个时期的李鸿章也没闲着，他自天津教案发生之后，就一直在观望曾国藩的处理方式。事实上，他对曾国藩的做法也是不甚满意。恰在这时，李鸿章忽然接到诏令，朝廷让他火速带兵到京畿一带备战，并任命他为直隶总督以接替曾国藩。李鸿章马上渡过黄河，到达直隶边境，但是他并不急于马上去天津接任。他给朝廷写信说，淮军只能在直隶边境驻扎，如果离北京、天津太近，容易引起列强的疑心，引发战争。
李鸿章到达保定之后，又给曾国藩写信说，自己的肝病复发，需要调养一段时间。李鸿章把自己处在一个可进可退的位置，并不去理会曾国藩的烦恼。这时候的李鸿章，在官场使用手段谋略远远超过自己的老师。这也应验了曾国藩当年对李鸿章的评价。当年，提到对李鸿章未来的展望，曾国藩曾对李瀚章说过“青出于蓝而胜于蓝”的话。
李鸿章在奏折中明确提出：
第一，说教堂拐卖儿童、挖心肝、挖眼并没有确凿的证据。
第二，崇厚平时对外国人献媚的行为早就深深引起了百姓的不满，所以此事是个导火索。
第三，丰大业开枪射的是朝廷命官，也是罪不可赦。
第四，群众仅打死20个洋人。
可见，中外双方各有不是。所以处理时应本着和平解决的原则，一是必须捉拿凶手，一是应当赔钱。但是，赔钱一定要有限度，更不能以割地为要挟。李鸿章在奏折上还说，如果我方在于情于理都站得住脚的原则下妥善处理之后，洋人还敢无理取闹，我们就和他们决一死战。李鸿章和外国人巧妙周旋，据理力争。他通过谈判，把死刑犯人数减少了四名。有人提出火烧望海楼的主谋是陈国瑞，李鸿章多方努力，保住了他。
此外，协助办理教案的丁日昌偷偷用大牢里的死刑犯换出了真正的反洋教领袖。
据说，这也是李鸿章授意所为。李鸿章还筹集各方面的捐助并和曾国藩拿出自己的积蓄，总共凑了两万两银子送给张光藻和刘杰，算是对他们经济上的一点补偿。
李鸿章后来给曾国藩写信说，和洋人交往，不妨稍微用一点“痞子腔”，不要轻易用死来逃避责任。说起“痞子腔”，还有一个故事。李鸿章在接办教案前，曾国藩问他，去天津之后会经常和洋人打交道，你准备用什么方式和洋人交往呢？李鸿章回答说，和洋人交往，我不妨就用点“痞子腔”（安徽话，就是耍一点青皮流氓的手段）。曾国藩劝慰道，我认为，洋人也是人，你和洋人交往还是应该笃信一个“诚”字，以诚待人。李鸿章总结多年和洋人交往的体会，好像并没有听从老师的话。
1872年3月12日，曾国藩因病去世。临死前，他对“天津教案”一事的处理悔恨交加，自责不已。
曾国藩一辈子都讲究处事原则，讲究品德和修行的重要性，未料到自己晚节不保，心中的苦楚可想而知。李鸿章闻讯悲痛不已，热泪盈眶，他提笔写下挽联：
师事近三十年，薪尽火传，筑室忝为门生长；
威名震九万里，内安外攘，旷世难逢天下才。
