同治元年（1862），因湘军钱粮紧缺，丁日昌奉曾国藩之命，前往广东督办厘金。丁日昌在抵达广州后，发挥自己通晓火器制造的专长，在广州市郊燕塘亲自设计、监制成功造得短炸炮36尊，炮弹2000余颗。这些武器受到广东清军的欢迎，丁日昌因此声名远播。1863年，丁日昌被李鸿章调赴上海，创设炸炮局，制造18磅、48磅等多种开花炮弹，同时也铸造少量短炸炮，供淮军攻击太平军之用。这些武器在进攻常州的战斗中发挥了相当的威力。在这个过程中，丁日昌的思想发生了两个重要的变化。一是他认为太平军已不足为虑，真正对清朝构成威胁的是外国侵略者。1864年8月，他上书李鸿章，指出“现在中外交通，洋人乘我多事之秋，不时恫吓挟制，令人忧愤难忍，必须积极自强以图御侮”。他认为外国的长技在于船坚炮利，洋人恃此以挟制中国，我们也可以取其所长以对付洋人。丁日昌思想的另一个重要变化就是，他从自己的亲身体验中认识到，中国传统的生产工艺和手段无法适应近代枪炮制造的需要。旧式泥炉炼不出能够制造近代枪炮的钢铁，用泥模铸炮也很难使炮膛光滑匀称。因此，丁日昌产生了改革武器生产工艺和手段的强烈愿望。他在上海与外国人频繁接触，已对西方的机器工厂有所了解。王韬所著《火器说略》，更使他对近代枪炮的制造原理、生产工艺，特别是车床等生产工具有了更深的理解。他写信向李鸿章推荐王韬，同时建议设立“夹板火轮船厂”，用机器生产近代轮船和枪炮。恰在这时，容闳提出了要在中国发展“制器之器”的主张。丁日昌立即深表赞同，他说，制造之理是一脉相通的，“一有制器之器，即可由一器而生众器，如父之生子，子之生孙”。
从手工生产进而追求机器生产，是一个重要的观念变革。这个观念变革对中国19世纪60年代洋务自强运动的兴起具有十分重要的意义。丁日昌以这种新的认识和观念为基础，在上海积极设法，主持收买了美国人设在虹口的旗记铁厂，合并了原来的炸炮局，后又接纳容闳从美国购回的机器，于1865年9月正式成立了江南制造局。江南制造局是清政府设立的第一家近代军工企业，它标志着中国近代军事工业的产生。
1864年6月，在李鸿章的荐举下，清廷任命丁日昌担任苏松太道，也就是苏州、松江、太湖一带的行政长官。7月，丁日昌正式上任治事。此时，太平天国的首都天京虽被攻陷，但清朝的封建统治秩序仍不稳定，上海等地中外交涉事务日趋频繁，紧接而来的有关湘军裁减问题更是显得异常棘手，所以丁日昌在苏松太道一职上的工作，远较一般巡道、守道要艰巨得多。从而，曾国藩在对丁日昌予以祝贺的同时，希望他勇当重任，尤其是在裁减湘军方面竭尽全力。
丁日昌不愧为理财能手，在曾国藩为裁减湘军伤透脑筋之际，他利用各种关系源源不断地解济曾国藩，为其顺利地解决好湘军善后事宜起了十分重要的作用。与此同时，丁日昌竭尽全力协助李鸿章妥善处理有关常胜军遣散的善后工作。
如前所述，丁日昌在对待洋人的常胜军问题上，态度鲜明，坚决支持李鸿章对其控制并最终予以遣散的主张。1864年5月，在对常胜军施行遣散计划时，因巴夏礼和外国侨民的强烈要求，李鸿章
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