1879年十一月，四船抵津。李将其别离命名为镇东、镇西、镇南、镇北，留北洋调遣。北洋舰只渐多，李鸿章遂奏准“将记名提督协勇丁汝昌留北洋海防派遣”。琉球事故后，清廷在日本并琉球的影响和朝臣防日本亟自强的呼吁下，总算痛下决计，实在预备海防。在李鸿章的大力推进下，清廷于1880年、1881年向德国伏尔铿厂定造“定远” 、“镇远”两艘铁甲舰。期望“日本闻我有利器，当亦稍戢狡谋。”
1879年，向英国订造了两艘碰击巡洋舰扬威号、超勇号。
1880年7月，李鸿章奏准兴办天津水师书院。十一月，在天津兴办了北洋水师大沽船坞。
1881年，李鸿章奏准“以丁汝昌统领北洋水师”，先后选定在旅顺和威海两地建筑水兵基地。1月，丁汝昌率北洋水师官兵200余人赴英国，接带“超勇”和“扬威”巡洋舰回国。9月、十月，在英国订造的巡洋舰“扬威”、“超勇”，蚊炮船“镇中”、“镇边”也先后回国。
到1881年末，北洋水兵除国内自造船舶外，已连续从国外购进战舰10余艘。其中有1879年购自英国的炮舰龙骧、虎威、飞霆、策电、镇东、镇西、镇南、镇北、镇中、镇边，1881年购自英国的巡洋舰超勇、扬威。前从德国定造的主力舰定远、镇远此刻没有竣工。
1882年7月， 朝鲜产生壬午暴乱。丁日昌受命率威远、超勇、扬威三艘军舰赴朝以壮声威。清军逮捕大院君，敏捷平定暴乱。
1884年，中法因越南问题复兴战事，为加强福建海防力气，“超勇”、“扬威”开赴上海，预备会同南洋水师的“南琛”“南瑞”“开济”“澄庆”“驭远”，组成特混舰队一同南下。看到我国对法作战自顾不暇，日本再度在半岛挑起事端，教唆朝鲜亲日的开化党发起政变，驱赶驻朝我国戎行。为稳定形势、震撼日本，丁汝昌受命率“超勇”“扬威”从上海北上，并指挥“威远”运送淮军增兵朝鲜，停息形势。
1885年，清廷深受中法战争中法国舰队横冲直撞的影响，下谕“小惩大诫，自以大治水师为主”。十月 ，清廷采用了李鸿章专设衙门以统辖画一之权的主张，决议树立水兵衙门。
1886年5月，奕訢奉旨巡阅北洋海防。8月，清廷为防俄谋占朝之永兴湾，命丁汝昌与琅威理率定远、镇远 、济远、威远、超勇、扬威六舰赴朝鲜釜山、元山一带巡游。8月9日，北洋水兵抵达长崎。日本以为北洋舰队的来访是其夸耀武力，向自己施加压力。三天后，长崎事情即告产生。崎案议结，但日本从这一事情中受到了极大影响，以为“北洋舰队已成为日本最重视、最警觉的清朝战役力气”。9月，清廷公布《北洋水兵规章》 ，宣告北洋水兵正式成军。
1887年，自英国购进108吨的鱼雷艇“左一”号，自德国购进108吨的鱼雷艇“左二”、“左三”、“右一”、“右二” 、“右三”号。外定购的“致远”、“靖远”、“经远”、“来远”竣工，李鸿章命令邓世昌、叶祖珪、林永升、邱宝仁出洋接带，并与1887年秋驶回国。
1888年，北洋水兵自英国购进2300吨的巡洋舰“致远”号、“靖远”号，自德国购进2900吨的巡洋舰“经远”号、“来远”号。
1890年，琅威理“升旗事情”产生后，北洋水师洋员数目锐减。
1891年5月，李鸿章受命审阅了北洋水兵，李鸿章派水兵提督丁汝昌统定远、镇远、致远、靖远、经远、来远铁快舰于5月20日(即1891年6月26日)赴日本之马关。6月28日抵达马关，经神户加煤，7月5日，北洋舰队安抵横滨。
1894年7月25日，日本联合舰队不宣而战，在丰岛海域突然袭击北洋护航舰队，甲午战争迸发。同年9月17日，黄海海战，北洋舰队丢失5艘军舰。
1895年，在威海卫之战中，北洋舰队孤立无助，困守刘公岛长达一个月余，抵住了日本联合舰队7次进攻，而援兵不至，最终全军覆没。
