1870年，这一年是李鸿章政治生涯中的转折点。九月初六日，他正式接直隶总督大任。虽然直隶在各行省中最为重要，应重点防备，但这里的问题却是不少，吏治、民政、防务等问题都很棘手，都等着新上任的直隶总督李鸿章来处理。
1871年五六月间，直隶下了嘉庆六年以来的最大的一次暴雨。永定河上游发生了八处漫口，卢沟桥下的石堤也被洪水冲毁。夏季到来时，整个直隶一片泽国，仅有少数高地有点收成。李鸿章奏请朝廷后得以截用漕粮10万石赈灾；同时，又在江浙各买米2万石补充。然而七八月之交的一场持续了36昼夜的大雨，让高地也没有了收成。李鸿章只好先从直隶藩库拨银30万两，同时借出兵饷30万两，再预截京饷5万两救急。他几乎要筋疲力尽了，在给过去的幕僚丁日昌的信中写到自己的身体情况已是：“冬春患咳，入夏稍愈，精力大不如前，时赖药饵滋补”。从此以后，他开始注意保养自己的身子了。九月二十一日，他给曾国藩写信说：
“现届立冬，水退仅二三尺，平原尚有数尺，须来春解冻后可渐涸复。饥黎满目，生计毫无，殊深悚具！唯督饬印委尽力筹办，总想做到‘实惠及民’四字，以副荩怀。”
他对民众疾苦表示了同情，同时也对小民生计十分关怀，极力想要实现“实惠及民”，这非常值得肯定。
工部尚书毛昶（chǎng）熙于十月上奏朝廷请求裁撤三口通商大臣。他提出海防和洋务本应由直隶总督负责处理，只是因为当时山东河南“匪纵未靖”，总督一直在保定驻扎，远离三日，这才设立了驻在天津的三口通商大臣，方便管理，这是权宜之计，如今天津的洋务和海防的重要性远胜保定的防务，应该让总督一人统一筹划。
十月二十日，清政府同意了毛昶熙的主张，裁撤了三口通商大臣一职，命李鸿章兼任北洋大臣，处理一切北洋洋务和海防事宜。同时任命李鸿章为钦差大臣，山东登莱青道所管的东海关、奉天奉锡道所管的牛庄关都归北洋大臣统辖。此外，朝廷还下令将原通商大臣衙门改为直隶总督行馆。规定要在每年春季海口开冻后移驻天津，入冬封河时再回省城保定，如遇紧急情况可以例外。朝廷把此重担交给了李鸿章，并叮嘱李鸿章认真筹划洋务和海防，“尤须统筹全局，选将练兵，大加整顿……”
显然，李鸿章对这个任命是非常满意的。为了更好地完成朝廷交给的任务，他建议添设专管中外交涉事件和新、钞两关的税务的津海关道，还自己兼任直隶总督的海防行营翼长。提出了在运河北岸修筑天津新城计划。他还举荐有多年总署经验的陈钦为津海关道道员。
十月二十七日，李鸿章离开天津前往保定，顺路对治河和救灾的情况做了了解。到保定后，朝廷升直隶布政使钱鼎铭为河南巡抚的诏令也随后来到。钱鼎铭任李鸿章幕僚多年，工作非常得力，他的离开让李鸿章“如失左右手”。
1872年正月初五日，亲僚们在保定总督公署里，设宴庆贺李鸿章的五十大寿。其中，他的战交、学者俞樾写了一幅寿联：
以岁之正，以月之令，春酒一尊，为相公寿；
治内用文，治外用武，长城万里，殿天子邦。
翰林院编修黄彭年则在自己的《合肥相国五十寿序》中，将李鸿章与历史上的杰出人物召公和韩琦并列，说：“相国之早达与召公、韩公同，其封爵官太保开府于燕，与召公同；其见垂于外夷与韩公同。”“若当大难初平，国家所依赖，中外所翘首而企望”。虽然都是美言，但也还是有一定正确性的，因为召公地位的重要仅次于周公，曾国藩当时还是国家所依赖的第一中兴名臣。
二月初四日，曾国藩去世了。李鸿章刚接到消息时还半信半疑，以为只是昏迷不醒，但是得知朝廷也发出了唁文并追赠曾太傅后才相信。李鸿章是曾国藩门下最早的弟子之一，曾国藩对他的恩情也是最深最亲切的，一想到此他不禁悲痛万分。然而，他能够冷静下来，决心化悲痛为力量，继承曾国藩的遗志，支持国事，让恩师能在九泉之下瞑目。
李鸿章自视为曾国藩第一门生以及曾氏衣钵传人，准备在自强的运动中领导群雄。中国历史上最后一个封建王朝——清朝的皇权专制已是封建社会的顶峰，在其260多年的历史里有几百个大学士和军机大臣，然而都是空有宰相之名而无宰相之实。而且清朝由少数贵族统治，故而又采取以亲贵王公和满族大臣牵制这些人的举措，让这些人成了“灯映相公”、“招鹤宫保”，与皇帝的侍从近臣无异，不及六部尚书尚能够主管本部，做些实事并有所建树。
同治时代，同样是内忧外患频繁，清政府仍然依赖重臣，一等肃毅伯、大学士——也就是通称为爵相的重臣李鸿章也因而成了清朝的真正宰相。特别是当曾国藩和左宗棠相继去世以后，李鸿章独撑大局，是“以一身负天下之重”的人物了。
朝中重臣，当时时势，都构成了李鸿章成为真正宰相的条件。军机处是政府中枢，由几位王公大臣组成，这几人同时又兼任总理衙门大臣，而这两个机构都由恭亲王主持。恭亲王原任“议政王”，权势很大，但是同治四年（1865年），慈禧太后打击了他并免去了他的议政王职位，缩小了他的权力；而且慈禧太后还加紧扶植他的反对派以牵制他，让他难以实施大力改革。这样他只好在提出决定之前要先与外臣商议并达成一致，让下面提议，而自己带领枢臣加以支持的方式达到目的。这样做减少了他在中枢内部的摩擦，日子也好过一些。
此外，中枢人物虽然负担决策研究，并草拟谕旨，但他们都待在京城里，对外情知之甚少，所以在做决策之前只能求助于封疆大吏，对封疆大吏中的首席——直隶总督自然更为倚重。
还有，枢臣的气度和性格也有影响。恭亲王周围的人有文祥、宝鋆（yún）、桂良、胜宝等，他们思想先进，认真负责，面对外国的侵略威胁，他们准备着卧薪尝胆，以振兴中华，对于内政外交的重大问题，极少有独断独行、刚愎自用，采取的多为“博采周咨”，“谋定后断”。这样，封疆大吏积极建言进策就有了良好的环境保障。此外，他们与曾国藩、左宗棠、李鸿章、沈葆桢等人相似，内外相维以推行洋务运动，是一个共同的洋务集团，相互关系十分融合，故而李鸿章的意见较为容易被采纳。光绪二年（1876年），文祥逝世后竟出现李鸿章不出主意，他们就不作决策的局面。在曾、左、沈相继去世后，李鸿章更成了他们的核心和精神领袖。
直隶总督位居各地封疆大吏之首。巡抚是其他各省的最高长官，两三个省之上置一总督；而直隶省一省就置一总督。此外直隶总督的首要任务就是保卫京师，这比各省重要。朝廷一般让重臣担任此职务并兼任内阁大学士，人称“宰相级总督”。李鸿章任直隶总督之前就有了协办大学士的头衔。同治十一年（1872年），他晋升为武英殿大学士。同治十三年十二月（1874年），他再被晋升为内阁大学士之首——文华殿大学士，成为首席阁揆。在李鸿章之前，该职位一直是由满人担任的，李鸿章是第一个得到这一职衔的汉人。因此，他稳坐封疆大吏的头把交椅，是名副其实的封疆大吏的领袖，一干就是25年。
