一八七○年，這一年是李鴻章政治生涯中的轉折點。九月初六日，他正式接直隸總督大任。雖然直隸在各行省中最為重要，應重點防備，但這裡的問題卻是不少，吏治、民政、防務等問題都很棘手，都等著新上任的直隸總督李鴻章來處理。
一八七一年五六月間，直隸下了嘉慶六年以來的最大的一次暴雨。永定河上游發生了八處漫口，盧溝橋下的石堤也被洪水沖毀。夏季到來時，整個直隸一片澤國，僅有少數高地有點收成。李鴻章奏請朝廷後得以截用漕糧十萬石賑災；同時，又在江浙各買米二萬石補充。然而七八月之交的一場持續了三十六晝夜的大雨，讓高地也沒有了收成。李鴻章只好先從直隸藩庫撥銀三十萬兩，同時借出兵餉三十萬兩，再預截京餉五萬兩救急。他幾乎要筋疲力盡了，在給過去的幕僚丁日昌的信中寫到自己的身體情況已是：「冬春患咳，入夏稍癒，精力大不如前，時賴藥餌滋補」。從此以後，他開始注意保養自己的身子了。九月二十一日，他給曾國藩寫信說：
「現屆立冬，水退僅二三尺，平原尚有數尺，須來春解凍後可漸涸復。饑黎滿目，生計毫無，殊深悚具！唯督飭印委盡力籌辦，總想做到『實惠及民』四字，以副藎懷。」
他對民眾疾苦表示了同情，同時也對小民生計十分關懷，極力想要實現「實惠及民」，這非常值得肯定。
工部尚書毛昶熙於十月上奏朝廷請求裁撤三口通商大臣。他提出海防和洋務本應由直隸總督負責處理，只是因為當時山東河南「匪縱未靖」，總督一直在保定駐紮，遠離三日，這才設立了駐在天津的三口通商大臣，方便管理，這是權宜之計，如今天津的洋務和海防的重要性遠勝保定的防務，應該讓總督一人統一籌劃。
十月二十日，清政府同意了毛昶熙的主張，裁撤了三口通商大臣一職，命李鴻章兼任北洋大臣，處理一切北洋洋務和海防事宜。同時任命李鴻章為欽差大臣，山東登萊青道所管的東海關、奉天奉錫道所管的牛莊關都歸北洋大臣統轄。此外，朝廷還下令將原通商大臣衙門改為直隸總督行館。規定要在每年春季海口開凍後移駐天津，入冬封河時再回省城保定，如遇緊急情況可以例外。朝廷把此重擔交給了李鴻章，並叮囑李鴻章認真籌劃洋務和海防，「尤須統籌全局，選將練兵，大加整頓……」
顯然，李鴻章對這個任命是非常滿意的。為了更好地完成朝廷交給的任務，他建議添設專管中外交涉事件和新、鈔兩關的稅務的津海關道，還自己兼任直隸總督的海防行營翼長。提出了在運河北岸修築天津新城計劃。他還舉薦有多年總署經驗的陳欽為津海關道道員。
十月二十七日，李鴻章離開天津前往保定，順路對治河和救災的情況做了瞭解。到保定後，朝廷升直隸布政使錢鼎銘為河南巡撫的詔令也隨後來到。錢鼎銘任李鴻章幕僚多年，工作非常得力，他的離開讓李鴻章「如失左右手」。
一八七二年正月初五日，親僚們在保定總督公署裡，設宴慶賀李鴻章的五十大壽。其中，他的至交、學者俞樾寫了一幅壽聯：
以歲之正，以月之令，春酒一尊，為相公壽；
治內用文，治外用武，長城萬里，殿天子邦。
翰林院編修黃彭年則在自己的《合肥相國五十壽序》中，將李鴻章與歷史上的傑出人物召公和韓琦並列，說：「相國之早達與召公、韓公同，其封爵官太保開府於燕，與召公同；其見垂於外夷與韓公同。」「若當大難初平，國家所依賴，中外所翹首而企望」。雖然都是美言，但也還是有一定正確性的，因為召公地位的重要僅次於周公，曾國藩當時還是國家所依賴的第一中興名臣。
二月初四日，曾國藩去世了。李鴻章剛接到消息時還半信半疑，以為只是昏迷不醒，但是得知朝廷也發出了唁文並追贈曾太傅後才相信。李鴻章是曾國藩門下最早的弟子之一，曾國藩對他的恩情也是最深最親切的，一想到此他不禁悲痛萬分。然而，他能夠冷靜下來，決心化悲痛為力量，繼承曾國藩的遺志，支持國事，讓恩師能在九泉之下瞑目。
李鴻章自視為曾國藩第一門生以及曾氏衣缽傳人，準備在自強的運動中領導群雄。中國歷史上最後一個封建王朝——清朝的皇權專制已是封建社會的頂峰，在其二百六十多年的歷史裡有幾百個大學士和軍機大臣，然而都是空有宰相之名而無宰相之實。而且清朝由少數貴族統治，故而又採取以親貴王公和滿族大臣牽制這些人的舉措，讓這些人成了「燈映相公」、「招鶴宮保」，與皇帝的侍從近臣無異，不及六部尚書尚能夠主管本部，做些實事並有所建樹。
同治時代，同樣是內憂外患頻繁，清政府仍然依賴重臣，一等肅毅伯、大學士——也就是通稱為爵相的重臣李鴻章也因而成了清朝的真正宰相。特別是當曾國藩和左宗棠相繼去世以後，李鴻章獨撐大局，是「以一身負天下之重」的人物了。
朝中重臣，當時時勢，都構成了李鴻章成為真正宰相的條件。軍機處是政府中樞，由幾位王公大臣組成，這幾人同時又兼任總理衙門大臣，而這兩個機構都由恭親王主持。恭親王原任「議政王」，權勢很大，但是同治四年（一八六五年），慈禧太后打擊了他並免去了他的議政王職位，縮小了他的權力；而且慈禧太后還加緊扶植他的反對派以牽制他，讓他難以實施大力改革。這樣他只好在提出決定之前要先與外臣商議並達成一致，讓下面提議，而自己帶領樞臣加以支持的方式達到目的。這樣做減少了他在中樞內部的摩擦，日子也好過一些。
此外，中樞人物雖然負擔決策研究，並草擬諭旨，但他們都待在京城裡，對外情知之甚少，所以在做決策之前只能求助於封疆大吏，對封疆大吏中的首席——直隸總督自然更為倚重。
還有，樞臣的氣度和性格也有影響。恭親王周圍的人有文祥、寶鋆、桂良、勝寶等，他們思想先進，認真負責，面對外國的侵略威脅，他們準備著臥薪嘗膽，以振興中華，對於內政外交的重大問題，極少有獨斷獨行、剛愎自用，採取的多為「博採周諮」，「謀定後斷」。這樣，封疆大吏積極建言進策就有了良好的環境保障。此外，他們與曾國藩、左宗棠、李鴻章、沈葆楨等人相似，內外相維以推行洋務運動，是一個共同的洋務集團，相互關係十分融合，故而李鴻章的意見較為容易被採納。光緒二年（一八七六年），文祥逝世後竟出現李鴻章不出主意，他們就不作決策的局面。在曾、左、沈相繼去世後，李鴻章更成了他們的核心和精神領袖。
直隸總督位居各地封疆大吏之首。巡撫是其他各省的最高長官，兩三個省之上置一總督；而直隸省一省就置一總督。此外直隸總督的首要任務就是保衛京師，這比各省重要。朝廷一般讓重臣擔任此職務並兼任內閣大學士，人稱「宰相級總督」。李鴻章任直隸總督之前就有了協辦大學士的頭銜。同治十一年（一八七二年），他晉陞為武英殿大學士。同治十三年十二月（一八七四年），他再被晉陞為內閣大學士之首——文華殿大學士，成為首席閣揆。在李鴻章之前，該職位一直是由滿人擔任的，李鴻章是第一個得到這一職銜的漢人。因此，他穩坐封疆大吏的頭把交椅，是名副其實的封疆大吏的領袖，一幹就是二十五年。