1847年（道光27年）中进士，列二甲第13名，朝考后改翰林院庶吉士。同时，受业曾国藩门下，讲求经世之学。1850年（道光30年）翰林院散馆，授翰林院编修，充武英殿编修。
1843年，李鸿章在庐州府学被选为优贡。时任京官的父亲望子成龙，函催鸿章入北京，准备来年顺天府的乡试。鸿章谨遵父命，毅然北上，并作《入都》诗10首，以抒发胸怀，为世所传诵。有“一万年来谁著史，三千里外欲封侯”一句。他以诗言志，有“遍交海内知名士，去访京师有道人”之宏愿。
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其后安徽巡抚翁同书（同治帝、光绪帝之师翁同龢长兄）对太平天国战争时弃城逃跑，曾国藩起草《参翁同书片》时采用李鸿章之草稿：“臣职份所在，例应纠参，不敢以翁同书之门第鼎盛瞻顾迁就”（当时翁同书之父翁心存正处高位），并因此更欣赏李鸿章的才华。但李鸿章也因此与翁同龢结下不共戴天之仇，日后翁同龢处处刁难北洋水师，乃至甲午一战，一败涂地。
1856年（咸丰6年）9月，随同福济等先后攻克巢县、和州等地，后叙功赏加按察使衔。
充当幕僚。1859年（咸丰9年）12月赴江西建昌，入曾国藩幕府，负责起草文书。此时，正当湘军三河之战刚刚败，需人孔急。因此，曾国藩对于招李鸿章入营襄助，甚为积极主动。但曾也深知，李自恃才高气盛，锋芒毕露，真要独当一面，还需再经一番磨砺。于是，他平时尽量让李鸿章参与核心机密的讨论，将其与胡林翼、李续宜等方面大员同等看待；当时，湘军幕府中有不少能言善辩之士，如李元度、左宗棠等，曾国藩经常有意无意让他们与李鸿章争口舌之长，以挫其锐气。至于曾氏本人，更是身体力行，以自己的表率来影响李鸿章。如李爱睡懒觉，曾则每日清晨必等幕僚到齐后方肯用餐，逼李每日早起；又李好讲虚夸大言以哗众取宠，曾多次正言相诫：待人惟一个“诚”字。每当遇到困难河挫折，曾则大谈“挺”经。如此苦心孤诣，使李鸿章的思想、性格乃至生活习惯都深受曾国藩的潜移默化。李鸿章自称：“我从师多矣，毋若此老翁之善教者，其随时、随地、随事，均有所指示”。又说“从前历佐诸帅，茫无指归，至此如识指南针，获益匪浅。”曾国藩生性“懦缓”，而李的作风则明快果断；曾国藩每有大计常犹豫再三，往往得李在旁数言而决
入京后，他在时任刑部郎中的父亲引领下，遍访吕贤基、王茂荫、赵畇等安徽籍京官，得到他们的器重和赏识；同时，由于科场顺利，使他得以有广泛的交游和开阔的眼界，当时与他同榜的甲辰（举人）、丁未（进士）两科中，人才济济，不少人日后膺任枢臣疆寄，李鸿章与这些同年一直保持着密切而特殊的关系。1844年（道光24年）应顺天府乡试，考中84名举人，住京曾国藩宅邸受曾补习教导，同年与周氏完婚。1845年（道光25年）入京会试，以年家子身份受业曾国藩门下。[3]
李鸿章年轻时画像
