刘公岛是北洋水师的基地。1874年5月日本利用冲绳渔船飘流至台湾与当地高山族人民发生冲突为借口，派兵3000在台湾登陆“欲就此确认琉球为日本领土”，并进而侵略台湾，清朝廷急派沈葆桢率“安澜”、“伏波”等舰前往台湾，由于双方兵力悬殊，慑于清军威力，日军被迫逃离台湾。由于日本在当时是一个落后的小国，在得到了几艘外国军舰后居然也敢侵犯大清帝国，这一事件使得中国举国上下大为震惊，清朝廷开始感到日本“将为中国永久大患”，恭亲王提出了“练兵、简器、造船、筹饷、用人、持久”等六条的紧急机宜，原江苏巡抚丁日昌提出《拟海洋水师》章程入奏建议建立三洋海军，李鸿章则提出暂弃关外、专顾海防。在洋务派的一致努力下“海防”之论压倒“塞防”，清朝廷决心加快建设海军。于1875年5月30日下令由沈葆桢和李鸿章分任南北洋大臣，从速建设南北洋水师，并决定每年从海关和厘金收入内提取400万两白银作为海军军费，由二洋分解使用，南洋大臣沈葆桢从大局出发，认为“外海水师以先尽北洋创办为宜，分之则难免实力薄而成功缓”，清朝廷考虑到中国当时的主要假想敌是日本，遂采纳沈葆桢的建议，先创设北洋一军，等北洋水师实力雄厚后，“以一化三，变为三洋水师”，决定了优先建设北洋水师，北洋的成军之路由此开始。
从1875年至1879年，北洋大臣李鸿章委托总税务司赫德（RobertHart）从英国阿姆斯特朗（Armstrong）兵工厂定购了“镇东”、“镇南”、“镇西”、“镇北”等8艘蚊炮船用于守口，另又定购了两艘巡洋舰“超勇”、“扬威”，其后由于发现赫德所定购的军舰质量低劣，李鸿章由此转向德国订造军舰。1879年日本吞并琉球后，清朝廷鉴于形势紧迫急令李鸿章从速购买铁甲舰，李鸿章派江南制造局徐建寅（科学家徐寿之子）和驻德国公使李凤苞在欧洲各国访问，最后选定在德国伏尔锵（Vulkan）船厂订造两艘铁甲舰“定远”、“镇远”及一艘铁甲巡洋舰“济远”，为保证造舰的质量，李鸿章特派曾留学英、法的刘步蟾、魏翰、陈兆翱、郑清濂驻厂监造，凡不合格者要求重新返工，并派管轮学生陆麟清带领工匠领头黄带、林祥光、陈和庆等10人驻厂随同练习，期于船成学亦成。
1879年11月，李鸿章以从英国定购的“镇东”、“镇西”、“镇南”、“镇北”蚊炮船陆续回国，北洋舰只日多，向清廷奏请将淮军记名提督丁汝昌留在北洋，暂任提督。1881年9月、10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，北洋海军粗具规模，李鸿章于是奏请以提督丁汝昌统领北洋水师，并为和国际接轨将三角形的水师旗改为长方形的海军旗
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