1840年鸦片战争后，西方资本主义入侵中国,在中国设立工厂,是中国近代工业之始。这时期的外资工业主要是为外商对华贸易服务的。从1843～1894年,外国在华一共设立了191个工业企业,其中116个属于船舶修造业和丝茶等出口商品加工工业。外国在华工业投资，据估计到1894年止约近2000万元，而投放到船舶修造和出口加工两项的便达1500万元，占总投资额的75%。其余75家工厂分别属于印刷、食品加工、水、电、煤气、火柴、肥皂、制药、造纸、木材、玻璃、水泥等行业，共拥有资本约500万元，大多规模狭小。
外国在华创办工业后20余年，清政府开始创建用机器生产的工业。从1861～1894年，清政府一共经营了21家军用工厂（包括一家船厂），所费资金从低估算在5000万两左右。其中江南制造总局、福州船政局、天津机器制造局和湖北枪炮厂，规模较大，设备比较齐全，是中国近代工业创建时期的大型工厂。
1865年（同治四年），江南制造局与金陵制造局相继建立，南方军火生产发展较快。清政府为考虑军火生产布局，决定在北方建立新式军火生产工厂。总理各国事务衙门恭亲王爱新觉罗·奕訢于1866年8月提出在京城或天津设立机器局，这与兵部会议提出在天津设局的主张一致。1866年10月6日，奕欣正式奏请朝廷在天津设局，以制造外洋军火，并提出由三口通商大臣祟厚负责筹划，这一奏议得到朝廷批准。
军火机器总局东西两局开办经费共耗银48．3万余两，其中，东局为38．8万余两，西局为9．5万余两。这些经费，经祟厚上奏，朝廷批准，由津海关和东海关的四成洋税开支。厚委任英国人密妥士筹备建局事项，并拨给8万银两在英国购买制造火药和铜帽机器。1867年3月在天津城东贾家沽道购地2230亩，5月正式开局，初名军火机器总局。按照建厂计划，经过一段准备工作后，动工兴建机器总局的火药局（通称东局）。外国购买的机器到达后，即陆续安装。1870年8月东局建成，局内安装制造火药和铜帽机器，当年开工生产，日碾黑色火药140—180公斤。
在东局筹备期间，直隶练兵急需劈山炮和开花炮。若等待东局建成后制造，缓不济急。祟厚提出在天津设专局制造，经清廷批准。祟厚委任英国人戈登、薄郎等购机建局。1867年9月，在天津城南海光寺动工兴建西局（亦称南局），这是军火机器总局的一个分局，局内设铸铁、锯木、金工、木工4厂，雇用当地工人50余名，1868年，西局开工生产，铸造出450磅子重铜炸炮，还制造出炮车和炮架。西局还承担东局的修配任务，到东局建成时，西局已铸造炮位、轮船机器零件等7000余件。
李鸿章上任不久，撤换了总办密妥士，任命湖北补用道沈保靖为总办。撤销了西局，把西局的铸铁厂并到东局，并对东局进行扩建。新购进三套洋药碾，新建了三所碾药厂，对原有淋硝、磨磺、烧炭等制造问也增添了设备，扩大制造能力，以适应新旧四个药厂的生产。经过扩建，黑色火药日产提高到900余公斤。这一时期，还兴建了铸铁、熟铁、锯木等厂和新机器房，并在蒲口购地59亩，新建火药库三座。
1875年（光绪元年），增添了火药生产品种，新建了饼药厂房，购置了制造饼药机器，试制成供后膛钢炮炮弹装用的六角藕形饼药，同时购进了制造林明敦后膛枪和枪弹机器，把原来的机器房分出一半改建成枪厂。至1878年制造出林明敦枪520支，后因造价过高停止生产。另把铜帽厂分出一半改建成枪弹厂，并新建了锵水、轧制铜板和配造拉火厂房。1876年5月，设立电气水雷局，制造海防需要的各种水雷，并培养制造和使用水雷的技术人员。