在经历前文提到的阿思本舰队事件后，清政府及地方大员均认识到，建设本国海军不能完全依赖从国外购买军舰，于是自制军舰被提上了日程，当时国内并无近代造船工业，就连懂蒸汽动力舰艇制造的人也寥寥无几。曾国藩虽于1861年创办了安庆内军械所，但采用的仍是传统手工生产，且没有精通西方近代科学技术的专用人才，发展举步维艰。后其通过江苏巡抚薛焕的推荐，结识了精通近代西方科学技术的徐寿、华蘅芳等人，并将其招入麾下效力。

徐寿与华蘅芳进入安庆内军械所后，很快便收到了“自制轮船”的任务，而制造轮船的关键则为蒸汽机的研制。早在19世纪50年代，徐寿等人就从《博物新编》一书中获得了轮船制造、蒸汽机和锅炉运行原理等知识，为自制轮船打下了理论基础。为了更进一步地接触船用蒸汽机，徐寿等人还到安庆江边观察轮船行驶，并上船仔细观察和测绘轮机的主要部件。经过这些准备工作后，徐寿等人用原始手工方式，制造出了蒸汽轮机的各个零部件，并成功组装为一台蒸汽机。此后徐寿等人将这台蒸汽机安装进船体内部，在经历一系列失败后，最终于1865年成功制造了我国第一艘蒸汽动力轮船“黄鹄号”，此为中国自制轮船之始。1865年李鸿章命丁日昌购买外国在沪机器厂作为建厂根基，丁日昌几番谈判，最终以6万两银子买下了美商旗记机器厂；此前被曾国藩派往美国购买机器的容闳也将所购机器运送到沪，曾国藩遂就近将这批机器拨给总局使用，这些机器设备奠定了江南制造总局的根基。

1865年6月江南制造总局正式成立，徐寿等人被调往该局工作，继续从事轮船研制工作。由于外购机器设备的到来，江南制造总局的生产效率较安庆内军械所有了很大提高，徐寿等人仅用三年时间便制造出了中国第一艘明轮兵船“恬吉”号，该船采用392马力蒸汽机，吃水8尺，载重600吨，搭载9门火炮，航速提高到了9节，整体技术水平较“黄鹄号”有了很大提高。曾国藩称赞该船“坚致灵便，可以涉历重洋”，并亲自命名为“恬吉”号，后来同治帝驾崩、光绪帝即位后，为了避光绪皇帝载湉的名讳，而将船名更改为“惠吉”。

此后在徐寿等人的领导下，江南制造总局又于1869～1873年陆续制造了“操江”、“测海”、“威靖”、“海安”、“驭远”等一系列木壳蒸汽军舰，整体技术水平不断提高。值得注意的是，这些军舰中除第一艘实验性质的“惠吉”号之外，均为暗轮兵船，相较于技术水平较低的明轮兵船，暗轮兵船不论是抗打击能力还是操作灵便性都有了很大提高，这些舰艇已达到当时世界各国军舰中的中等水平。其中“海安”、“驭远”两舰排水量高达2800吨，其所用机器、汽轮、木壳均为总局自行研制，技术进步之快令人叹为观止。1876年总局试制小型铁甲暗轮军舰“金瓯”号成功，开了中国自制铁甲舰的先河。

若这一造船热潮持续下去，江南制造总局的军舰制造能力必定还会取得更大的进步，可惜的是自“金瓯”以后，总局因为资金以及清政府内部的反对声浪，停止了军舰的研制生产，造船能力止步不前，仅限于船舶维修，再没有更好的作品问世。