李經述收到中國駐日大使、哥哥李經方發來的電報，說大隈重信制定的憲法已經快推出了，大吃一驚，沒想到沒了伊藤博文，日本還是要走上憲政的道路，他去找容閎商議。
容閎在留美幼童回國後，就將注意力放在中國政治改革研究上，他把自己的思考說給李經述聽：「中國也適宜和日本一樣，建立君主立憲政體，在政治上廣開言路，改訂律例，裁撤冗員，澄清吏治，在教育文化方面，開辦大學，設譯書局，翻譯外國書籍，設立報館、學會，支持科學發明。」
李經述一聽，句句針砭時弊，表示將找機會跟李鴻章商議，對容閎說：「開啟民智，當前最為重要。前段時間跟你談起的辦大學學堂的事情，我看時機成熟了，可以辦了。」
那日，李鴻章召集淮軍骨干，有要事商議。李經述就坐在李鴻章的身邊，參會的人都是洋務派骨干，有四川總督劉秉璋、招商局督辦盛宣懷、台灣巡撫劉銘傳、總理衙門的伍廷芳、容閎等人。
李鴻章神情嚴肅，拿出一本油墨半新的折子，這是淮軍大將張樹聲的《遺折》，他不幸病逝了。李鴻章沉重地說：「振軒前些日子不幸病亡，老夫失一肱骨之才，甚感痛心。他留下遺折，句句是肺腑血言，今日老夫痛定思痛，才公布這遺折，爾等有何看法，可暢所欲言。」
張樹聲的遺折「振聾發聵」：「夫西人立國，自有本末，雖禮樂教化遠遜中華，然馴致富強，具有體用。育才於學堂，論政於議院，君民一體，上下一心，務實而戒虛，謀定而後動，此其體也；輪船、大炮、洋槍、水雷、鐵路、電線、此其用也。中國遺其體而求其用，無論竭蹶步趨，常不相及，就令鐵艦成行，鐵路四達，果足恃歟!數百年不變之法，應變之以自強。」
李經述、劉秉璋、伍廷芳、盛宣懷、容閎等人傳閱了遺折，大為震動，交頭接耳。李鴻章主導的「洋務派」，一直以來都主倡「中學為體，西學為用」，張樹聲在李鴻章為母丁憂期間，代李鴻章出任直隸總督和北洋通商大臣，開闊了眼界，他在遺折提出育才於學堂，議政於議院，君民一心，正和容閎和李經述的要辦大學的想法不謀而合，李經述心想李鴻章這時讓大家討論，明顯贊同張樹聲的觀點，自己正好可以借此推動成立北洋大學之事，便開口道：「張公此折乃先見之明，洋務辦到現在，已經二十余年，如果我們還只看到洋鬼子的堅船利炮，只能說明我們落後於這個時代了！吾國當務之急，在於辦洋務強工商之本，練新兵強天下之勢，興教育啟萬民之智!」
這番話在當時很犀利，在場的人都不說話了，看著李鴻章，他點點頭，示意李經述繼續說。李經述說：「現在洋務方面，成立招商局，修築鐵路，開采礦藏，開辦錢庄，建生絲廠，盛宣懷都積極在做，練強兵興水師，我也在積極嘗試。惟有教育和開啟民智，我們也應該抓緊。我上次去長崎，就發現日本人正在討論制定憲法，要不了數年，就會強國，他們將來必和中國一戰，報朝鮮和長崎之恥，如我們不興教育啟萬民之智，到時悔之晚矣！」
李鴻章聽了深有感觸，感嘆對在座的人道：「老夫也知道，窮則變，變則通，端在人心想通，變法能強國富民。老夫這一輩子，前半輩子忙於平長毛，剿捻賊，後半輩子又辦洋務，興水師，也知我國現虛有其表，如一間破屋，老夫只得充當裱糊匠，東補西貼，雖明知為紙片糊裱，但不得不為。老夫心中之苦痛，實難為外人道也！興教育啟萬民之智，雖然困難，但老夫一定會極力爭取。」
李經述說：「如今之時局，列強對中國虎視眈眈，我等都是溫水中的青蛙。早一天變革，中國就多一分希望。容閎歸國，可興辦北洋大學，開啟民智，培養西學人才，這也是明知不可為而為之。」
李鴻章認為一代人總需做一代人的事，便說：「老夫已垂老，尚能活幾年？也罷，當一曰和尚撞一天鍾，鍾不鳴了，和尚亦死。你放手去做吧，我全力支持，不過朝廷現在保守勢力日盛，步子不要邁太大，小步前進。」
不久，李鴻章上奏朝廷，由光緒皇帝御批，容閎出任學堂首任督辦（也就相當於校長）的「北洋大學堂」在天津成立。容閎給北洋大學堂的學員定了嚴格的規則，要求學員一定要精鑽本專業，不可心有旁騖，要循序漸進，不容紊亂，他認為打牢知識基礎很重要，決不可「學無次序，淺嘗輒止」。北洋大學堂自創辦之始，就仿照美國的大學模式，全面系統地學習西學。例如，除漢文課和部分外語課外，其余所有功課都由外籍教習擔任，要求學生外語基礎好；教科書使用外文原版，用外語授課；學生實驗所用的各種器具、設施都從美國進口等。
北洋大學堂初創就是綜合性大學，每年招收一千五百人，每月發放獎學金四兩銀子，吸引了眾多貧寒人家的子弟，他們沒錢走科舉之路，求學實用的東西。從學制來看，北洋頭等學堂為大學本科，二等學堂為預科，學制各為四年，課程設置：頭等學堂課程分基礎課和專業課。基礎課有20余門課程，專業課分五個專業：工程學、電學、礦務學、機器學、律例學，共30余門課程。二等學堂主要課程有：英文、數學、朗讀、各國史鑒、地輿學、格物書、平面量地法等20余門課程。
北洋大學堂的任課教師多為中外博學鴻儒，嚴復、盛宣懷等人都被聘為學校教授，它一炮打響，教學計劃、講授內容與方法、教科書、教員配備，成為後來其他各地興辦新式大學的模式。比如受李經述的啟發，劉銘傳也馬上在台灣開辦了台灣大學堂。
而且，由於容閎在北洋大學堂治學嚴謹，校風朴實，而且容閎和美國各大學校長的關系不錯，北洋大學當時如魚得水，與哈佛、耶魯相伯仲，畢業生可免試進入美國一流大學攻讀研究生，因而被譽為「東方的康奈爾」