要办洋务，只有新式军队和新式学堂是不够的，这些只能算得上是洋务的衍生产品，最直接的洋务就是办工厂。张之洞在两广办洋务，自然不会不办工厂。
张之洞到两广总督任上的时候，正值中法战争，给前线筹集枪械弹药是张之洞的一大任务。由于当时的中国工业很落后，国内能够生产的军火的企业也是寥寥无几，大多数枪械弹药都要从国外进口，张之洞要筹集枪械弹药自然也是从洋人那里买。对于中法之战，列强抱着“有热闹看热闹，有银子捞银子”的心态，也乐得向中国出口军火。中国方面虽然能买到军火，但是买得却不顺利，这些洋人都清楚中国急需军火，所以就坐地起价，百般刁难。这样的事张之洞遇到不少，依照他的性格，他无论如何是不愿意向洋人妥协的，但是，当下是中国有求于人，不得不委曲求全。所以，面对列强的蛮横无理，张之洞也只能忍气吞声，以便及时给前线的将士们送去枪械弹药。更严重的是，如果列强串通起来，不向中国出口武器，那么，中国军队就只能以长矛大刀来对付洋枪洋炮了。
依靠进口的枪械装备军队还有另一个问题，那就是枪械的规格和质量不统一。一支军队的武器不统一，最直接的问题就是后勤保障的压力要增加。后勤上要为前线提供不同规格的零部件和弹药，运输时自然要做区别，如此就增加了任务量。如果武器是统一的，那么后勤上就只需要为一种武器提供支持，相对而言就简单了许多，效率也能提高。
对于前线士兵来说，统一的武器也有利于作战。假如自己的武器出了问题，或者弹药不足，完全可以在己方阵地上找到自己熟悉的武器继续作战。但是，如果武器不统一，士兵就要重新熟悉其他武器的使用方法，弹药也不能通用，在情况瞬息万变的战场上重新学习使用一种武器，这无异于自杀。
通过中法战争，张之洞深刻地意识到了武器不统一带来的问题，所以，战争还没结束，他就萌生了自己办兵工厂的想法。张之洞虽然有心办兵工厂，可是军工行业对技术的要求是很高的，实施起来要比练新军、办学堂困难许多。
当时的广东在工业方面虽然比内陆的山西有一些优势，但是这种优势对于张之洞要办的事业而言，只不过是杯水车薪。
1872年广东人陈启沅从海外回到家乡，他有海外经历，了解西方国家的机器生产，所以，他在家乡创办了一家使用机器的新式缫丝厂。陈启沅的这个机器缫丝厂不仅是广东第一家民族工业，也是中国第一家民族工业企业。当张之洞准备在广东办工厂的时候，陈启沅的工厂已经在当地形成了规模，而且，在陈启沅的带动下，当地出现了一批采用机器生产的新式企业。当地虽然有使用机器的工厂，可是都是轻工业，对于张之洞要办的大型企业帮助不大，张之洞也只能另想办法。
除了这些民营轻工业，广东官方也办了一家洋务企业，叫广州机器局，主要是生产枪炮子弹。和当时其他洋务企业一样，广州机器局也是采用衙门式的管理，大小官吏都想方设法从机器局的经费里捞钱，结果可想而知：银子花了不少，实际生产出来的东西却屈指可数。这样的企业自然是张之洞无法容忍的，在1885年，也就是他到任的第二年，他开始整顿这个机器局，原来的管事因为贪污被革职，还被罚款两万两。
在对广东原有的洋务企业进行了整顿之后，张之洞开始了更大规模的建设。1886年，张之洞在广州城北的市井墟购买了31亩地，创设枪弹厂。这个枪弹厂是在原来广东机器局的基础之上扩建而来。为了能够保障枪弹厂所产枪弹的产量和质量，张之洞派人去上海通过洋行购买了一批英国的设备。经过一番努力，枪弹厂于1887年6月正式建成投产。
张之洞建成的这个工厂虽然叫作枪弹厂，实际上就是一个子弹的组装厂。生产子弹需要的部件，如子弹头、子弹壳的铜坯及火药等，所有这些都是从国外进口的，工厂仅仅是把这些东西拼装起来。这样的企业实际上还是要受制于人，仅仅是把进口成品变成了进口原料，如此做法，最多就是比直接进口成品子弹的压力小一些，还是不能摆脱洋人对中国军火的制约。另外，工厂的产量虽然较以前有所提高，可还是不容乐观，最高时每天也只能生产两万发子弹，这样的产量是非常低的。张之洞的“广胜军”最初的编制有2500人，这样的日产量平均下来每人只有8发，而打仗时发射8发子弹不过一两分钟的时间。如果是一场投入两万兵力的战役，很可能一天就要消耗数以百万计的子弹，张之洞这个工厂生产一年的弹药估计也难以应对一场大规模战役一天的弹药需求量。除了生产子弹，这个枪弹厂还从国外购进生产枪支的部件，自行组装枪支，可是，一天也只能生产五六支步枪，根本就无法满足军队的需求。看着初见成效的工厂，再想想严峻的现实，此时已经50岁的张之洞无论如何也不会感到满足，他想，这样一个工厂只能算是小试身手，等技术和资金条件成熟了，他还将有更大的动作。
1888年，张之洞通过调查后认为，当时最好的步枪是德国毛瑟兵工厂生产的毛瑟步枪，于是他就打算从德国购买设备，在广东建枪炮厂，自行生产步枪。就当时的条件而言，德国毛瑟工厂的毛瑟步枪确实有技术优势，但是，毛瑟工厂的步枪型号很多，不同型号又有差异，尤其是那个年代的步枪发展迅速，可谓是日新月异，新一款步枪往往会比上一款步枪做出许多改进，性能也大幅提升。张之洞在技术上基本是门外汉，他只知道毛瑟步枪好，却不清楚到底哪个毛瑟步枪才是最好的。
当时，张之洞先是找到清政府派驻在欧洲的大使，通过电报询问引进毛瑟步枪生产线的事。他最关心的是引进的生产线产量如何、价钱怎样，生产出来的枪一次可以装弹多少，多久可以投产。那位大使经过一番调查后回复了张之洞，张之洞看到回复的消息后，认为可以满足他的需求，于是就着手引进生产线。
张之洞看中的那款步枪叫毛瑟71式步枪，是毛瑟工厂设计生产的第一种步枪，为单发步枪，所用的弹药填装的是黑火药，发射后产生大量烟雾和残渣，影响下一次射击。这款步枪在当时已经是落后产品，装备有该型步枪的德国军队正在寻找性能更好的步枪来取代它。后来，毛瑟工厂又对这款枪进行了改进，成为一种连发步枪，并在1884年被德国采用。可是，新改进的枪还是落后于德国的竞争对手法国。法国军队在1886年装备了使用无烟火药的新式步枪，新式步枪的性能大幅提升，德国装备的使用黑火药的毛瑟步枪明显不是法国新式步枪的对手。于是，着急的德国人在1888年也设计出了一款可以使用无烟火药的新式步枪，不过，这款新式步枪并不是毛瑟工厂设计的，而是出自一个步枪试验委员会。当张之洞决定引进毛瑟71式步枪时，德国军队已经开始装备这种使用无烟火药的新式步枪了。张之洞的枪炮厂还没有开始建设，就已经在技术上落后了一代。
德国人听说张之洞要买他们的步枪生产线，一开始还有顾虑，可是，当得知张之洞要买的是毛瑟71式步枪的生产线后，德国人心里就乐了：自己不要的东西居然还可以拿出来大赚一笔，何乐而不为呢？于是，引进毛瑟步枪生产线的合同很快就达成了，德国人给张之洞提供图纸和设备，帮助中国建设工厂，生产毛瑟步枪。至于要花多少钱，张之洞似乎并不在乎，他为建枪炮厂，一次就筹集来了80万两银子。
造枪的问题算是敲定了，但是，枪只是轻武器，一支军队光有轻武器是不行的，还得有重武器，现代的重武器有坦克、火炮、导弹等等，而张之洞那个时代，火炮几乎就是唯一的重武器，所以张之洞还要引进火炮的生产线。
火炮的威力张之洞在中法战争中早就见识到了。从前线回来的将士在向张之洞汇报前线战况时，少有不提法国火炮的。战争中，法军凭借火炮的优势，对清军阵地大肆轰击，清军将士花费大力气修筑的阵地，往往是转瞬间就被法军的火炮炸坏。失去了掩体的清军将士，只能以血肉之躯来抵御法军的炮火。有骨气的尚且能够抱着必死的决心坚守阵地，如果是胆小的，一阵炮火下来，不等法军士兵冲锋，阵地上的清军士兵就自己逃跑了。清军方面虽然也装备火炮，可是不论是数量还是质量，都不是法国火炮的对手。中国人虽然早在13世纪就开始使用火炮，但是中国火炮的性能一直没有大的突破。而法国人则在火炮上花费了不少心思，他们的火炮射程更远、精度更高、威力更大、操作更灵活。另外，马尾海战中，法国舰队用火炮轻易消灭福建水师的惨痛教训，也让张之洞对火炮充满了向往。张之洞急切地盼望着能在中国生产大量的火炮：有了这些火炮，洋人又岂敢轻易欺辱我堂堂中华？
张之洞经过一番了解后认为，德国生产的克虏伯大炮是当时非常优秀的一种大炮，要买就应该买最好的（尽管他买到的步枪生产线并不是最好的），所以，张之洞决定在采购毛瑟步枪生产线的同时，也要引进德国克虏伯大炮的生产线。克虏伯大炮的名声在近代世界上几乎是尽人皆知的，而在中国的名声尤大。早在张之洞之前，李鸿章等人就已经开始从德国进口克虏伯大炮。尤其是普法战争中，装备了克虏伯大炮的普鲁士军队（完成了德国的统一）击败法军，甚至围困巴黎。克虏伯大炮的质量也确实配得上它的名声，中法战争、中日战争、八国联军侵华战争等中国近代的重要战争中随处可见克虏伯大炮的身影。甚至到了民国时期，已经在中国的国防战线上服役了几十年的克虏伯大炮老当益壮，依然活跃在军阀大战、抗日战争中，八一三淞沪大战中，吴淞炮台上的国军士兵就是操着克虏伯老炮抗击日军，克虏伯大炮质量之好可见一斑。
客观来讲，张之洞想要引进克虏伯大炮生产线的想法是很好的，然而，他的这个想法却是不现实的。毛瑟枪的生产线是德国人淘汰的，卖了也无所谓，而且枪支的生产工艺和材质要求远没有火炮要求高，在中国生产还是可以的。克虏伯大炮则不同，这么优秀的火炮，克虏伯工厂还要指望它赚钱，怎么会轻易就把技术卖了呢？再者，克虏伯大炮的质量好，是因为德国人对工艺的要求非常高，所使用的材料也都是非常优质的材料。即便德国方面把生产线卖给了张之洞，以当时中国的工业和工艺水平，肯定也是无法满足克虏伯大炮的生产要求的，想造也造不出来。最终，张之洞购买克虏伯大炮生产线的想法没有实现，于是他只好选择购买了一批克虏伯大炮的成品。
办洋务花钱，这一点张之洞早有耳闻，如今他自己开始办洋务，更是感到钱不够用。当时的洋务企业，尤其是军工企业，产品是不进入市场流通的，生产出来的产品都是直接分配给军队使用，花的钱要么是朝廷拨款，要么是自筹。像张之洞这种主动向朝廷申请办洋务的，朝廷一般不会给什么经费，只能地方自筹。短期内他可以通过一些非常规手段弄来银子，可是，办洋务不是三两年就能办好的，这是一个长期工作，银子的来源也要有保障，否则就要功亏一篑。
当时西方列强向中国出口的一种很重要的产品是布匹，而布匹又是每个人都离不开的东西，有着极大的市场。西方国家以机器大规模生产布匹，不论在产量还是质量上，都比中国的手工布匹要好，所以，洋布进入中国后，迅速对中国的纺织市场造成了冲击，一时间，中国的纺织业急剧萎缩，大量银子流进了洋人的口袋。
张之洞看到这个情况后，下决心要发展中国自己的纺织业。一来抵制洋布，减少财富外流；二来也可以赚银子，补贴军事工业。他派人调查广东的布匹市场，了解哪种布比较畅销，然后有针对性地从西方国家引进技术和机器，生产同类产品抵制洋货。
然而，张之洞要办纺织厂，并不是想办就能办的。早在1882年，李鸿章已经开始在上海办纺织厂了，而且李鸿章的纺织厂还获得了特权，朝廷规定，十年内不准其他中国人再办纺织厂，最多是向李鸿章的纺织厂投资。不过，这一特权并不能保护李鸿章的纺织厂，因为它虽然不让中国人再办纺织厂，但是却阻止不了外国人办，而且外国的技术和设备更有优势。所以，李鸿章虽然有特权，却也难以垄断市场。张之洞办纺织厂，如果得不到李鸿章的同意，那就是违法行为，为了避免纠纷，张之洞只好给李鸿章发电报，跟他商量在广东办纺织厂的事。原本这两人的关系就不那么融洽，现在张之洞还要抢李鸿章的市场，李鸿章能同意吗？让人意外的是，李鸿章同意了此事。这样的结果令人喜出望外，不过，分析起来，还是有原因的。李鸿章虽然有办纺织厂的特权，可是依然难以和洋人竞争，张之洞来办纺织厂，无疑是增加了中国纺织业的力量，这对于抵制洋布未尝不是一件好事，而且广东距离上海比较远，两者的市场冲突不大。于公于私，对于李鸿章都没坏处，索性做个顺水人情。得到李鸿章的许可后，张之洞开始着手从英国购买织布机。
钢铁是近代工业的基础，张之洞办洋务，不论是办军事工业还是办民用工业，都需要用钢铁。当时的中国只有铁匠铺，不论是产量还是质量，都难以满足办洋务的需求；从海外进口，价格高不说，还要看人脸色。有鉴于此，张之洞萌生了自己办钢铁厂的想法。于是他就在1889年的时候，给朝廷上奏折，陈说办铁厂的重要性，希望朝廷准许他在广东建铁厂。张之洞愿意在广东办洋务，又不要朝廷的银子，朝廷自然不会不许。
得到朝廷的许可后，张之洞就联系清政府派驻到英国的大使，请他帮忙和英国人商谈办铁厂的事。英国人听说张之洞要办铁厂，并没有着急给张之洞开价，而是要求张之洞把将来铁厂要用的铁矿石和焦炭样本寄到英国进行化验。办铁厂就办铁厂，怎么还先要化验铁矿石和焦炭呢？原来，钢铁行业要用的铁矿石和焦炭，在外行看来都一样，对于行业内来说就不同了，如果产地不同，铁矿石和焦炭的成分也有不同，不同的铁矿石和焦炭要用不同的设备，产出来的钢铁也不一样。
张之洞不懂技术，只知道炼钢，他也不愿意听英国人的吩咐，在他看来，中国地大物博，要什么就有什么，没必要先化验矿石再确定设备，只要照着英国工厂用的设备原样买回来就是了。英国人得到张之洞的回复后，简直是哭笑不得。不过他们也想得开，既然花钱的人都不计较这些，他们挣钱的人又何必在乎呢？于是，英国人就决定给张之洞生产一套英国铁厂通常使用的设备。张之洞办洋务的决心确实值得肯定，但是，他这种办洋务的态度，却不可取。
张之洞在广东还引发了中国货币史上的一件大事：铸造银元。银元原本是从国外流入中国的，15世纪时，欧洲最先开始铸造银元，后来南美洲的殖民者也开始大量铸造银元并在明朝后期流入中国。第一次鸦片战争以后，随着列强的入侵，银元也开始在中国大规模流行。列强进入中国后，借口中国的银子纯度不够，往往要求中国方面使用银元进行交易或赔款。《南京条约》里赔偿给英国人的就是2100万个银元。
由于中国不产银元，就只能用银子来兑换银元，于是，手持大量银元的洋人就故意抬高银元的兑换价格，通过操作汇率榨取中国的财富。张之洞发现这一问题后，就有了自己铸造银元的想法，他不断给朝廷上奏折，请求朝廷准许自铸银元。1889年2月，张之洞期盼了许久的铸币厂终于在广州城外建成，4月，铸币厂开始生产银元。这个铸币厂生产的银元以龙为图样，被称为“龙洋”，这是中国最早的官铸银元。
张之洞在广东任上，除了关心广东的建设之外，还为其他地方的建设操心。1885年，李鸿章给朝廷上书，希望能够修建一条从天津通到北京通州的铁路。对于李鸿章的这个提议，朝廷内部争议不断，一直没有进展。到1889年初的时候，张之洞针对这件事给朝廷上了一道奏折，他认为，当务之急不是修这条支线铁路，而是要赶紧修通一条连通中国腹地的干线铁路。张之洞建议，这条干线铁路应该从北京附近的卢沟桥开始，修到武汉的汉口，称为卢汉铁路（现在成为京广铁路的一部分）。张之洞的这个提议战略意义重大，远比李鸿章要修的那条铁路重要。朝廷经过一番考量，做出了一个决定：将张之洞由两广总督调任湖广总督，负责修建该铁路。湖广总督其实就是湖北、湖南总督，因为湖南、湖北两省在明朝时同属湖广省，因此通称为湖广总督。就这样，朝廷一纸命令，张之洞只能离开他苦心经营了5年的广东，在离开时，他筹划在广东建设的大多数工厂不要说建成，就连设备都还没有运回来呢！
