琅威理见李鸿章如此急切，反倒不急不忙，开始提出各种条件，如海军总教习拥有调派兵勇之权；其在中国服役期间不能影响在英国军队的年资和升迁；其借聘须经赫德之手办理，否则拒绝受聘；最后，琅威理简直和敲诈一般开出天价的年薪待遇。对琅威理的各种无理要求，李鸿章尽量满足。然英国政府却不答应。英国海军部一不愿现役军官到中国任教，防止泄露本国军事机密；二是英国政府认为琅威理既然到中国任职，在英国的年资应自动停止；三是琅威理在中国的服役年限不符合英国法律。清政府虚位以待，英国政府却不愿放人，双方就此事僵持不下。这下急坏了英驻华公使威妥玛和总税务司赫德。两个人使出浑身解数劝说英国政府。威妥玛几次向英国政府发去密电，晓以利害。他说，如果中国聘不到英国军官，就会在法国、美国、德国中寻找合适人选，那会极大损害英国在远东的利益。琅威理只不过担任教习职务，如两国开战，随时可将其召回。此事我们不愿意做，法国、德国和美国都抢着想干！只要李鸿章一声令下，他们随时都会派军官任职。只要中国政府允许琅威理为清帝国服役，海军控制权迟早会落入我们手里！赫德比威妥玛还着急，在给朋友的信中说，琅威理之事本不应该通过外交途径解决，应该由私人来安排，因为中国人最不喜欢和官方打交道。他十分担心李鸿章母亲的突然去世会给琅威理来华带来不利影响。他说，不知道这个伟人要为母亲守孝一百天（短丧），还是二十七个月。如果是一百天，这件事还有希望，要是二十七个月此事就可能要泡汤。幸运的是，清廷最终只准了李鸿章三个月的假期。在二人的努力斡旋下，英国海军部最终暧昧地表示琅威理在中国任教“既不有所妨碍，也不有所促进”。李鸿章和琅威理正式签约，聘其为北洋海军副提督。1882年秋，琅威理正式来华任职。他的任务是负责北洋海军的操演、训练及教育事务，直接对北洋大臣负责。琅威理的年薪定为纹银六百两，但没有规定聘用年限。李鸿章本打算长期聘用琅氏，不料后也正因此漏洞，琅威理任职一年后便随随便便地辞职跑掉了。
琅威理第一次辞职缘于中法战争。按照英国政府规定，大英帝国臣民不得为第三国作战，因此琅威理必须回国。实际上琅氏的离职另有缘由。自1883年英埃战争爆发后，英国皇家海军许多从前不如琅威理的军官都升迁高位，琅威理的年资升迁却一再耽误。琅威理在中国的地位也很尴尬，虽聘书中早已注明是“副提督衔”，可迟迟没有正式任命。琅威理到北洋海军后，总觉得自己是为李鸿章个人服务，而不是为中国国家效力。诸多不满，琅威理在中法战争的关键时刻辞职回国。
中法战争结束后，清政府决心整顿海防，大治海军。一时各国政府纷纷派本国军官前来应聘，希望接替琅威理的职务。英国政府也意识到琅威理的重要性，晋升其上校军衔和舰长，要求其返回中国继续任职。1886年春，琅威理重返北洋海军，受到李鸿章、丁汝昌和北洋官兵的热烈欢迎。其时正是用人之际，北洋统帅丁汝昌乃陆军出身，对指挥海军毫无经验，海军官兵甚至很多人连“经纬仪”、“指南针”都分不清。琅威理回任后，3个月内使一盘散沙的海军变得整齐可观，得到清廷颁发的二等宝星勋章。醇亲王视察北洋海军后，非常满意，赏赐琅威理提督军衔。李鸿章同琅威理重新签约，年薪由六百两涨至七百两，服务期限为五年。琅威理名利双收，决心把北洋海军带出个样子。他为北洋海军聘请大量英国海员，将海军交往礼节引进中国，中国海军很快与国际接轨。到1891年，中国海军排名世界第八，比亚洲第二的日本海军靠前了八位。
1890年3月，北洋舰队至南中国海例行操巡。提督丁汝昌率镇远等四舰巡查海南岛，总教习琅威理则留守香港。香港乃英人汇聚之所，琅威理忙不迭地下船去和同乡炫耀自己的官位和成绩，直到天黑才回到船上。按海军惯例，提督离船降提督旗改升总兵旗。琅威理的校友——海军留学生刘步蟾下令升起总兵旗。琅威理看到提督旗撤下，非常不满，因为在他心目中自己和丁汝昌平起平坐，提督旗是俩人共同拥有的。他还经常和部下说：“北洋海军有两个提督！”琅威理于是对刘步蟾道：“丁提督走了，还有琅提督在，你凭什么降下提督旗帜？”刘步蟾并不买账，坚持军中只有丁汝昌一个统帅，他离开就应升总兵旗！两人就升旗一事争执不下。李鸿章分别收到来自琅威理和刘步蟾的诉状，均认为对方跨越职权。李鸿章对此事并未重视，搁置不理。琅威理却感到备受侮辱，跑到天津威胁李鸿章，如果不严惩刘步蟾，他马上辞职！李鸿章偏偏不信邪，留下一句话：愿走愿留，悉听尊便。琅威理一怒之下，再次辞职。
琅威理辞职后，在华的外国报纸纷纷为琅氏鸣不平，谴责李鸿章背信弃义。《中国时报》报道说，琅威理纯粹受骗上当。因为聘任合同写得明明白白，琅威理必须拥有实权。升旗事件绝非偶然，而是李鸿章和北洋军官的卑鄙阴谋。《北华捷报》描述得更为悲壮：外国人以辛勤劳动和忠诚人格换来的却是忘恩负义、过河拆桥。除非外籍军官与中国人同流合污，慵懒堕落，否则便会遭到嫉妒和排挤。事件不断升级，渐至超出李鸿章和琅威理的个人矛盾，上升为中英两国间的外交冲突。英国政府态度强硬，禁止英国军官为中国军队服务，驱逐英国海军学校的中国留学生。中英关系因琅威理辞职事件陷入僵局。
北洋海军覆亡
北洋海军成军后，东起鸭绿江，南到胶州湾，以大沽、旅顺、威海为防御重点，初步形成了海上防御体系。
大沽是北洋海军的第一个军事基地。大沽毗邻京津，为京师海上门户；也是李鸿章的根据地，便于李鸿章控制指挥。鸦片战争以来，大沽口历经三次外敌入侵，仅存五座破损的炮台。李鸿章视察大沽情形后，认为破损炮台的台基尚可利用，但需加固营垒，前边加筑西式护台。李鸿章增建炮台多座，调运新式大炮，出海口由北洋舰队与淮军共同镇守，大大增强了大沽的防御能力。不久，五座船坞构成的大沽军港体系渐次形成。除船坞外，李鸿章还设立了与之配套的煤厂、汽机房、锅炉房、熟铁厂、炮厂等一系列工业。然这毕竟是第一次尝试。大沽船坞建成后，李鸿章才发现其只能容纳体积较小的炮艇，铁甲舰、巡洋舰根本无法容身。镇远、定远、扬威等巨型战舰终日停泊在港湾之外，遇有问题只能到上海的洋船坞中修理。建立新港迫在眉睫。李鸿章最终选择了旅顺。
旅顺扼渤海咽喉，守津京门户，且水深口小，常年不冻，是难得的天然良港。为避免同样的失误，李鸿章特意委派英、德两国专家赴旅顺挑选筑台和建坞的具体地点。旅顺港历时十年建成，耗资三百多万两白银，前后分两期竣工。第一期工程结束后，旅顺港渐成规模，拥有炮台二十余座、大炮八十余门，拦水坝、积水渠、铁路及碎石马路、电报局、医院等配套设施一应俱全。第二期施工时，李鸿章采用公开招标形式，权衡再三，选定一家法国公司承建。法国工程人员顶着英、德等国的压力，使旅顺港工程顺利完工。此后，李鸿章又建成供停泊操练之用的威海卫基地，从而形成大沽、旅顺、威海的三角防御体系。
李鸿章创设的北洋海军始终把日本作为假想敌。明治维新前，日本和中国的差距并不明显。两国都遭受着西方列强的侵略。清政府求强求富的同时，日本也进行着维新改革。日本政府制订了极具蛊惑力的扩张计划：“为征服中国，须先征服‘满蒙’；为征服世界，须先征服中国！”
1871年，李鸿章在天津与日本政府签订《中日修好条规》。李鸿章觉察到日本政府咄咄逼人态势背后的野心，即首先占领朝鲜，进而侵略中国。因此谈判过程中，李鸿章对朝鲜采取保护措施，坚持朝鲜是中国的附属国，由中国决定其内政外交，其领土受中国保护，同时告诫日本政府同朝鲜应化干戈为玉帛。1873年，日本外务卿副岛种臣到中国换约，以祝贺同治皇帝大婚亲政为名，入京呈递国书。副岛的部下柳原询问总理衙门大臣毛昶熙：“朝鲜政令是自己决定还是中国做主？中国平时是否过问朝鲜内政？”毛昶熙不明就里，答曰：“朝鲜内政外交一切均由自己做主，与中国无关。”柳原摸清底细后，向副岛作了详细汇报。副岛听后不露声色，回国路经天津时谒见了李鸿章。李鸿章一再嘱咐副岛吸取历史上丰臣秀吉出征朝鲜失败的教训，尽快与朝鲜“修好”，不要使用武力。副岛做出很恭顺的样子说：“您所言极是，我亦认为应如此办理。”副岛种臣回国后，立即向天皇汇报了中朝关系近况，请求出兵侵略朝鲜。