从 1866 年底开始，李鸿章在继续推进“自强”活动的同时，披挂上阵，取代曾国藩肩负起督师剿捻的重任，公然把“自强”与“剿捻”紧密地结合起来。
太平天国失败后，捻军成了反抗清朝统治的主力。1864 年 12 月捻军与太平军遵王赖文光部会合，捻军首领张宗禹、任化邦等共推赖文光为统帅，“誓同生死，万苦不辞”。赖文光按照太平军的兵制、纪律和训练方法，整编了捻军，并把“披霜蹈雪，以期复国于指日”作为奋斗目标。赖文光根据捻军精骑善走的特点，创造出一套步骑结合、灵活机动的运动战战术，出奇制胜，击毙僧格林沁，打败曾国藩。但是，由于全国革命形势低落，赖文光深感“独立难持，孤立难久”。1866 年 10 月捻军在河南杞县、陈留附近决定分为东西两支：由赖文光、任化邦率领的一支，继续在山东和中原一带坚持斗争，称为东捻军；由张宗禹率领的一支，“前进甘、陕，往连回众，以为犄角之势”，称为西捻军。就是在这种形势下，李鸿章走上了剿捻前线。
曾国藩成了捻军的手下败将，而李鸿章却用了不到两年的时间，就把捻军投入血泊之中，这除了捻军内部的消极因素起着作用之外，主要是因为李鸿章妥善地解决了粮饷供应问题和灵活地实施了“划河圈地”、“以静制动”的战略方针。
李鸿章深知粮饷与用兵的关系。他在奉命督师剿捻之初，就上疏声称：“臣从军十数年，稔知军情利钝之由，其枢纽不在贼之难办，而在粮饷军火之按济。”他赖以剿捻的粮饷军火，主要是依靠曾国藩在两江筹措的。当时后路有四大粮台，即设于祁州的“山内粮台”，设于安庆的“江外粮合”，设于南京的“金陵粮台”和“北征粮台”，全为两江总督一手统辖。在两江地区，江苏最为重要，“银米器械所自出，楚勇淮勇之根本”。李鸿章属僚郭柏荫署理江苏巡抚，丁日昌出任布政使专理饷务，颇为得力。从个人关系看，曾国藩并不喜欢丁日昌等人，但他从筹饷以支持剿捻军务着想：对其采取宽容态度，而不加掣肘。至于饷源，除各地厘金为大宗外，江海关税亦属可观要项。原先拨归淮军的江海关洋税为一成，1867 年由曾国藩奏准增至两成（其中一成直接济军，一成拨归江南制造总局专造轮船）。曾国藩向李鸿章报喜说：“两成洋税奉旨谕允，今岁饷事似不至误。”李鸿章闻讯大为感奋，立即复信道谢，说“前敌淮军月饷，经吾师竭力经营，洋税两成，鸿章上年屡商总署截用，复函动色相戒，兹竟奉旨俞允，固由天鉴忠诚，亦疏稿剀切有以致之也。今岁九关当不甚缺，但望提早赶解。”当时黄淮地区“枯旱至数十年所未有”，“淮南稻未浸种，河北麦已干死”。在这种所谓“乱机渐长”的情势下，曾国藩在后方筹措粮饷支援前敌，事体至关紧要。
李鸿章在剿捻中，还根据战争态势的变化，灵活地实施了曾国藩所制定的战略方针。曾国藩剿捻方略的基本原则是“以静制动”。在以前镇压太平天国的战争中，“以静制动”是作为战术原则为“以上制下”的战略方针服务的。及至与捻军作战，情况就有所不同，捻军没有象太平天国那样相对稳定的根据地，单纯的流动的军事斗争，“以走制敌”，为捻军的最大特点。李鸿章说”捻逆狡猾善走，我军急进则疲乏，或为所乘，辎重或为所掠。又彼可到处掳粮，而我须裹粮前进。迨交锋一不敌，则转瞬数百里”。湘淮军恰恰相反。曾国藩尝说：湘军“行兵之例，每日行军支帐埋锅造饭，不向州县索米供应，略师古法，日行仅四十里或二三十里。李鸿章之淮勇亦仿楚师之法，其步步稳妥在此，其行军迟钝亦在此。”面对这种情况，曾国藩一改僧格林沁“威力追剿”的方针，确定了“以静制动”的战略方针。在具体部署上，有所谓“四镇六游”之说。他以安徽临淮、江苏徐州、山东济宁、河南周家口四处为“老营”，“各驻大兵，多蓄粮草子药，为四省之重镇，一省有急，三省往援”，并增设了六路“游击之师”，负责“追剿”，所谓“六游分进，梭织不断”。在此基础上，他又东在运河、西在豫东的沙河和贾鲁河设立“河防”，力图圈制捻军。在地方上则“查办民圩”，加强坚壁清野和治安防范，割断捻军与人民群众的联系，“以清根本”。曾国藩意在以湘淮军之长，克捻军之短，应该说是极为毒辣的。但是，对于这种部署，特别是沿河堤筑墙设防，“闻者皆笑其迂”。时在后方的李鸿章也不以为然，致书襄办曾国藩军务并建河防之策的刘秉璋讽刺说：“古有万里长城，今有万里长墙，不知秦始皇千年后遇公等知音。”然而，当他挂帅剿捻后，揆情度势，才体察到曾国藩战略部署的深意。纵观李鸿章剿捻战略的实施，大致经历了三个阶段。
第一阶段从 1866 年 12 月至次年 5 月间实施“臼口之围”，主战场在湖北。
李鸿章挂帅剿捻之初，只是提出了“用谋设间，徐图制贼”的原则性设想。而当时东捻军在突破曾国藩的贾鲁河、沙河防线后，迅速进入湖北，企图“长驱西上，一入四川，居已蜀之利，一上紫荆关，合张宗禹攻陕西”。东捻军集给在湖北钟祥臼口一带，拥众 10 余万。李鸿章认定这是聚歼捻军的好机会，于是调动湘淮军 7 万余人“分路并进”，其中包括湖北巡抚曾国荃的新湘军。1867 年 1 月捻军先在安陆府罗家集击败松字营，重伤统领郭松林。半个月后，又在德安府杨家河歼灭树字营，阵斩悍将张树珊。2 月双方主力在安陆府尹隆河进行决战。清军主力一是刘铭传所部铭字淮军，一是鲍超所部霆字湘军。本来，鲍、刘约定 2 月 19 日（正月十五）辰刻两军发起会攻。但两人向存嫌隙，鲍轻刘后起之辈，刘贱鲍无谋匹夫。刘铭传为了抢夺头功，违约于卯时单独发起进攻。捻军先用流动战术与之周旋，继而在尹隆河设伏败之。刘铭传“衣冠失落”，与各营官幕僚被困待死。鲍超部按预定时间从捻军背后发动突然袭击，捻军转胜为败，折损 2 万余人。鲍超救了刘铭传，但刘铭传却以怨报德，反诬鲍超部误期致败。李鸿章一味迴护铭军，不顾事实，按刘铭传口径上奏，鲍超被严旨斥责虚冒战功，应负铭军致败之咎。而湘系大员因鲍超并非曾国藩嫡系，不但不为其开脱，反而迎合李鸿章落井下石。曾国荃奏称接战捻军为南北两队，北强南弱，而铭军敌北，霆军敌南，故战绩不同。鲍超忧愤成疾，执意告退，所部 32 营以遣散了之。霆军重要将领唐仁廉，挑其精壮，由李鸿章“酌立营制，重整规模”，立仁字营，成为淮军的一支，从而削弱了湘军，增强了淮军的实力。3 月东捻军又在蕲水歼灭湘军彭毓橘所部，阵斩彭毓橘，至此曾国荃新湘军主力全部覆没。这一阶段李鸿章实行的主要是陆路蹙围，但并未能有效地扼制住捻军的流动。
第二阶段从 1867 年 6 月至 1868 年 1 月部署实施运河、胶莱河之防，主战场在鲁东地区。
东捻军乘湘淮军齐集湖北之际，跳出包围圈，进入河南，因鉴于陕西就食困难，四川路途遥远，遂放弃原定西进川陕的计划，改向山东挺进，于 6月在鲁军防守的戴庙附近突破运河防线，直趋胶东半岛。山东巡抚丁宝桢疏于运防，奉旨交部严加议处。一时言路汹汹。曾国藩认定“大局日坏”，担心言路不仅纠弹丁宝桢，也可能波及李鸿章，致书劝其忍辱负重，徐徐图之，“若遇棘手之际，请从耐烦二字痛下功夫”。
其实，东捻军进入运东，正是一大战略失策，给了李鸿章利用河防蹙之于绝地以良机。刘铭传、潘鼎新等淮军将领，一致提出“倒守运河”（即由原来自东岸设防移至西岸设防）之策，李鸿章经过慎重研究决定采纳。李鸿章鉴于捻军深入胶莱一带，不但部署倒守运河，而且又在胶莱河两岸增设了内层防线，缩小兜剿圈，企图把捻军聚歼于胶莱海隅，万一捻军突破胶莱防线，还有运河防线以资保障。在胶莱河防线上，他安置了刘铭传、沈宏富、董凤高、潘鼎新四军 46 营和鲁军 31 营，分段防守，每营防地三里多长。另外还设有机动的后援部队，全部兵力近 5 万人。运河防线则由淮军周盛波、刘秉璋、杨鼎勋、李昭庆等部和豫军张曜部、皖军黄秉钧、程文炳部负责。为了保障运、胶防线，李鸿章还奏准三口通商大臣崇厚、直隶总督刘长佑率军防守黄河，由漕运总督张之万率军防守苏北六塘河。这样，东西南北四面就各以河为险构成了一个包围圈。但是，东捻军却于 8 月在胶莱防线北端海神庙一带鲁军防地冲破防线，渡过潍河，使得李鸿章苦心经营的胶莱防线告溃。究其原因，主要是由于山东巡抚丁宝桢不愿其辖境变为战场，对李鸿章的方案虚应故事，甚至蓄意破坏。开始，李鸿章调鲁军 31 营布防胶莱河，丁宝桢只答应给 11 营；李鸿章意在严防胶莱河西岸，而丁宝桢却率军深入胶东蓄意驱捻出鲁；同时丁宝桢还对淮军进行粮草封锁，淮军所到之处，“城寨俱闭”，“办粮不出”。胶莱防溃后，李鸿章和丁宝桢为了推卸责任，“腾章相诋”，清廷一面进行调解，一面切责李鸿章“询私诿咎，倒置是非”，“意存忌刻，纵贼误事”，饬令交部议处。是时言路纠弹，清廷惑于群议，认为“河防不可恃”，曾国藩也劝李鸿章“早思变计”。凡此种种，使李鸿章陷于颇为困窘的境地。
在这种情况下，李鸿章一面主动致书丁宝桢“讲好”，一面坚持既定方略。他特别加固运防，亲自驻守台儿庄就近督导，并先后设立四支由淮军精锐组成的“游击”之师，计有战马 8 千匹，以骑敌骑，追击捻军。这样，就使东捻军陷入危殆的处境：它虽然突破了胶莱防线，但仍被困于黄河、运河、六塘河、大海之间的狭窄地带，“以走制敌”的特长无法施展，屡屡受挫。11 月任化邦在苏北赣榆战败被杀。12 月东捻军在寿光海滨一战折损 3 万余人，精锐丧失殆尽。1868 年 1 月赖文光虽然率余部突过六塘河，但孤危之中受伤被俘，在扬州被害。东捻军终于被李鸿章镇压下去。这一结局表明，李鸿章的战略指导是基本正确的。
第三阶段是 1868 年上半年在直东战场与西捻军作最后决战。
东捻军在危厄之际，曾向在陕西与左宗棠部对战的西捻军紧急求接，西捻军闻讯即决定离陕东进。张宗禹等原拟率部南出潼关，由豫入鲁，后来又考虑到清军聚集山东，河北空虚，遂决定进军直隶，威胁京畿，逼迫清军回救根本，从而达到解救东捻军的目的。西捻军经山西、河南进入直隶，于 1868年 2 月抵达保定一带。清廷大震，急忙调兵遣将防卫京畿。时东捻军已经败亡，清军便得以集结直、东（直隶、山东）战场与西捻军展开战略决战。清廷特派恭亲王奕䜣出面节制，调集钦差大臣李鸿章、左宗棠、都兴阿、直隶总督官文、山东巡抚丁宝桢、安徽巡抚英翰、河南巡抚李鹤年所部和京营、天津洋枪队等 10 余万众。
当时驻在山东济宁的李鸿章，遇到两个棘手问题，一是淮军将领刘铭传、郭松林、潘鼎新、刘秉璋等纷纷求退，“聚讼不休”，使李鸿章徒呼“奈何”而无法遵旨北援，因此受到清廷拔去双眼花翎、褫去黄马褂、革去骑都尉世职的处分；二是与左宗棠积不相能，此次受罚不啻火上浇油。李鸿章愤愤不已，声称“左公放贼出山，殃及鄙人。若使办贼者获罪，何以激劝将士？侍心如古井，恨不投劾归去，断不以目前荣辱介怀。”然而，他迫于所谓“大义”，从维护清朝统治的大局出发，不惜“吃苦受气”，“再与左公议和，但勿相犯，决不失敬。”淮军“诸将虽野，尚知尊亲”，在严旨催迫和主帅劝勉下，除刘铭传“浩然回里”外，余“皆投袂而起”。2 月 13 日李鸿章自济宁启程，督师北援。
李鸿章有了攻灭东捻军的成功经验，在直东战场基本上是“抄袭旧稿”，使用“圈制”故伎。但是，在直东战场实施“就地圈制”战略，却遇到了相当严重的困难：第一，西捻军鉴于东捻军的覆辙，有了较高的警惕性，“一闻围扎”，立即“死力冲突”，“飚疾如风，一瞬即失”，李鸿章“初意拟蹙之怀、卫之间，继欲扼之卫、黄之交，皆未及谋定而贼已窜逸”，使得李鸿章无法从容布置。第二，所谓“就地圈制”重在利用地利，但“黄河以北，平坦千里，网罗难使”，虽说“就运河一线设防，蹙之海东一隅，较得地势”，然而战线漫长，加之河道水位低，“不能以水为险”，“设防全恃兵力”，但就当时直东战场的清军兵力而言，“有守无战”，难以攻灭西捻军。面对这种局势，李鸿章认为“即严督诸军日以追剿为事，能胜贼而未足以灭贼，且久有覆军疲师之忧”，与其这样，还不如暂且以守待变。但左宗棠却不以为然，他力主“追剿”。李鸿章写信给沈葆桢，批评常以诸葛亮自比的左宗棠说：“诸葛公提偏师从诸将后，到处寻贼，吾谓非计”，“其免于九节度之溃者几希”。事实上，当时李、左等人的战略都失之偏颇。李 鸿章看来“稳慎”，而实则陷于消极被动；左宗棠主观上积极主动，但实际上却不免鲁莽操切，这同样是对捻军胸无良策的表现。正当他们一筹莫展的时候，不意天公帮了他们大忙，形势顿现转机。5 月上旬，漳、卫上游，山洪暴发，运河水位陡涨至一丈五六尺。这使清军在运河防线北段有了水险可恃，并且通过沧州以南的捷地坝将运河水灌入减河，从而增加了自捷地坝至海滨牧猪港全长百余里的北面一条水上防线。接着 5 月中旬“黄水陡涨数尺”，这既使清军黄河防线得到加强，又使清军得以在张秋开坝引黄入运，使原来自张秋至临清二百余里干涸可涉的河段，大水漫灌，“炮船鼓棹如飞，直逼德、景”。此后，“黄水复暴涨，自运河以洎马颊诸河，无不盈堤拍岸，横溢四出，流潦纵横，于是运河一线，遂为金城巨防”。这样就形成了南以黄河、西以运河、北以减河为凭藉的包围圈，使捻军受到致命的威胁。
这种条件也为李、左二人战略主张趋于统一提供了物质前提。自从 5 月上旬运水陡涨以后，左宗棠看到“圈制”有了地利保障，就转而表示赞同，他致函李鸿章解释说：“圈制一策，实制捻良图，惟从前减河未注水时，地段太长，需时又久，弟不能无疑。见（现）在捷地闸开，工程既省，自兴济以南东岸居民均移西岸，正可用民力筑堤自保，而以官军协守，腾出各军剿贼”。左宗棠在同意“圈制”的同时，仍然主张腾出一定的兵力用于“追剿”。李鸿章也凭藉地利条件，压缩河防兵力而用之于“追剿”。这样，李、左二人的意见便趋于一致。李鸿章在写给官文的信中说：关于“圈制”之策，今“季帅俯查众议，似亦首肯”。5 月 21 日李、左在德州桑园会见，“晤商甚为投契”。李、左意见的统一，对于直东战场指挥权的统一，具有决定性意义。因为在直东战场的清军中，以李、左所部为两大主力，其他大员实际掌握的兵力都瞠乎其后。李、左二人意见的统一、行动的配合，也就决定了战略大势，其他大员只得附而从之。象官文、丁宝桢、英翰等人都明确表示赞同李鸿章的战略部署。唯有奕譞“力辟长围之说”，但清廷却不以为然，上谕明确肯定李、左的意见，令其“酌度筹办”。由于实施了“划河圈地”、“且防且剿”战略，使清军在直东战场取得战略主动。捻军试图突破清军河防不果，而在包围圈内又无法摆脱清军围追堵截，只好被动地奔突，最后进入山东北部。李鸿章不失时机地“缩地围扎”，在马颊河与徒骇河布防，把捻军压迫在其间的高唐、商河、惠民一带的狭长地带，并配合地方当局“查圩”，致使捻军陷入绝境。8 月张宗禹率部突围，南下到达山东茌平境内，不料徒骇河水陡涨，猝遇清军阻击，全军覆没，张宗禹不知去向。清廷论剿捻功，李鸿章赫然居首，赏加太子太保衔，并荣升协办大学士。曾国藩闻讯，颇感自豪和欣慰，特地致函李鸿章，表示热烈祝贺，并大肆吹捧李鸿章的所谓忍性和德力，说“自去秋以来，波澜迭起，疑谤不摇，宠辱不惊，卒能艰难百拆，了此一段奇功，固自可喜，德力尤为可敬！”然而，左宗棠的反应却有所不同。左宗棠本以剿捻之功，赏加太子太保衔，并交部照一等军功议处。但他忌恨李鸿章，“不以淮军歼贼为然，多方搜剔”，既为从陕西进援京畿的部将刘松山争功，“伸秦师而抑淮勇”；又怀疑李鸿章关于张宗禹投水自杀的说法，督军四出搜捕。左宗棠的所作所为，触怒了李鸿章，双方关系进一步恶化。李鸿章致函曾国藩，公然以所谓奸臣曹操影射左宗棠，说“此次张捻之灭，天时地利人和实兼有之，祗一左公龁到底。……阿瞒本色，于此毕露，不知胡文忠（胡林翼）当日何以如许推重也。”
