鸿章手下表现出色，很快就得到了李鸿章的赏识。仅仅一年之后，他就被提拔到了相当于知府级别的高位，显示出了其出色的办事能力和领导才能。
光绪元年（1875年），李鸿章委任盛宣怀负责湖北煤铁矿务，这是盛宣怀涉足矿业的开始。次年（1876年），盛宣怀在湖北广济盘塘设立了“开采湖北煤铁总局”，并聘请了英国矿师郭师敦来勘察湖北境内的煤铁矿藏。通过科学的方法和技术人员的帮助，盛宣怀及其团队于光绪三年（1877年）七月发现了大冶铁矿。同年十一月，盛宣怀亲自前往黄石港，与大冶知县林佐等人一同详细勘查铁山的土地情况，并从当地居民手中购买了部分土地的所有权，计划在黄石港东吴王庙旁设立炼铁厂。但由于资金问题，这一计划未能得到李鸿章的批准。
光绪五年（1879年），盛宣怀担任天津河间兵备道，进一步积累了行政管理经验。到了光绪十年（1884年），他被派往广东处理沙面事件，并暂时担任天津海关道的职务。此后，盛宣怀在多个重要职位上任职，包括光绪十一年（1885年）任招商局督办，光绪十二年（1886年）任山东登莱青兵备道道台兼东海关监督等。在此期间，他还独自经营了烟台至旅顺的客货海运业务，扩展了航运业务的范围。
光绪十五年（1889年），盛宣怀与湖广总督张之洞的合作进一步加深。张之洞决定将原定在广东建设的炼铁厂迁至湖北，盛宣怀主动提出愿意将之前在大冶购置的铁山矿提供给张之洞使用。在盛宣怀的建议和支持下，张之洞最终在湖北建立了汉阳钢铁厂，并开办了大冶铁矿，这标志着中国历史上第一个机械化大规模开采的矿山诞生。
除了在实业方面的贡献，盛宣怀也非常注重教育和慈善事业。光绪十七年（1891年），他在烟台设立了胶东第一广仁堂慈善机构，致力于帮助贫困人群。而在光绪二十一年（1895年），他又奏请朝廷设立北洋大学堂（即今日的天津大学），为中国高等教育的发展做出了重要贡献。
三、平步青云
光绪二十二年（1896年），盛宣怀的职业生涯迎来了一个新的高峰。这一年，他被授予四品京堂候补，并督办铁路总公司事务，同时获得了直接向皇帝呈递奏折的特权。