中法戰爭是由於法國資產階級推行殖民擴張政策，侵略越南，並以越南為基地進而侵略中國引起的。中國和越南有著悠久的政治、經濟、文化聯繫。清朝封建統治者與越南封建統治者之間存在著一種封建的宗主與藩屬關係。清朝皇帝要越南國王接受「冊封」，並定期派人到京「朝貢」，而清政府則對越南負有保護的責任。這種關係屬於東方封貢體系，同西方殖民體系有著本質的區別。清政府竭力保持中越宗藩關係，既不為政治統治，又不為經濟掠奪，而主要是著眼於軍事國防，維護西南邊疆的安定。及至外國資本主義侵入，中越兩國人民都面臨著遭受殖民者奴役的命運和反對殖民者的共同任務。清朝統治者在越南方面要求給予援助的情勢下，也不能不有所行動。
早在十九世紀六十年代，法國就用武力脅迫越南阮氏王朝簽訂《西貢條約》，將南圻變為殖民地。一八七三年法國派安鄴率軍侵犯河內地區，留駐在中越邊境的中國農民武裝黑旗軍及其領導人劉永福響應越南政府的號召，馳援河內，大破法軍，陣斬安鄴。但是，第二年越南阮氏王朝卻在法國的訛詐下，與之簽訂《越法和平同盟條約》，承認法國在越南中部和北部的「保護權」。一八八○年以後，法國開始計劃奪取越南的北部，這直接影響著中國西南邊疆的局勢。總理衙門和李鴻章商討之後，李鴻章認為應該先派遣兵船到越南紅江以壯聲威，然後派出外交使者做議和的準備。清政府決定要做好備戰、議和兩手準備。
一八八二年，法軍佔領河內，中法關係急劇惡化。馬建忠才將朝鮮兵變理畢，又被李鴻章遣赴上海與法國公使寶海談判。十月十七日，馬建忠按照李鴻章的指示，與法使寶海訂立三條越事辦法：中國將滇、桂軍撤回國內；開闢邊界通商；越南紅江南北分別由中法兩國控制。次日李鴻章向總署報告了情況，並建議下令滇桂前敵將領不再深入越地。
總署批准，通知前敵將領酌量退兵。法國公使寶海留在上海等候巴黎的批准。就在中法的談判就要取得最後的成功時，法國內閣改組了，重新實行極端侵略擴張主義，中法關係再次惡化。
一八八三年正月二十九日，李鴻章發了急電給總署，說據馬建忠從上海發來的報告，法國已改變了對和議的態度，請朝廷趕快準備加強滇桂前線的防務。
當時朝廷上下幾乎是一致反對法國對越南侵略的。大臣們有的說要保護越南，覺得應重視保護越南，外藩解體不可避免，不但琉球不能恢復，而且朝鮮、蒙古也會出現危情，提出一定要維護封建的宗主權；有的則強調越南與中國的唇齒相依的關係，認為「保越」才能「固邊」。
然而，這時又出現了日本利用法國侵越侵略朝鮮的問題。因而朝廷中出現了這樣一種意見，覺得朝、越均為藩屬，兩者相較，應以朝鮮為先為重。滿族名臣寶廷說：「即失雲貴，不可失朝鮮。」漢族名臣鄧承修也指出直隸渤海的戰略地位並非滇粵可比。李鴻章所持的正是這樣一種觀點。
不久，李鴻章因為母親去世，回家料理喪事。此時，由曾紀澤處理中法交涉事宜。曾紀澤的態度很強硬，強調中國和越南的藩屬國關係，強烈向法國提出抗議。而法國報以冷漠的態度，不予理睬。按照傳統的慣例，李鴻章應該為母親丁憂三年。可是清政府鑒於局勢緊迫，特「奪情」要求李鴻章守滿百日即回。
清政府命李鴻章趕到廣東督辦越南事宜，授權他節制全部廣東、雲南、廣西邊防軍。
但李鴻章心裡卻想著越南不如朝鮮重要，不願去廣東。他想讓袁保齡從中幫忙，讓朝廷收回成命。袁保齡為袁世凱族叔，與中樞中的李鴻藻乃是師生。三月裡，袁保齡寫信建議李鴻藻派李鴻章的大將劉銘傳做「保越之將」，去負責指揮前線的部隊；還極力誇李鴻章「志力宏闊」，不減當年，近來更加「親賢遠佞」，用人取捨都做得很好。四月初，袁保齡又寫一封信給李鴻藻，內稱：「重臣宜外示鎮靜，內顧根本，伐越人牽制之謀，則駐津便；即謂暫助聲威，密通各國線索，為可和可戰之地，則駐滬亦便。二者用各不同，而皆視駐粵遠勝矣。」想讓李鴻章在天津或上海坐鎮，而不是待在廣東。此乃向中樞人物疏通以助李鴻章之舉。
四月初七，朝廷讓李鴻章坐鎮上海，統籌全局。十六日，李鴻章離開合肥前往南京。到南京後又停留了三天，和左宗棠就調兵運餉等事宜進行了討論。二十日，他向總署說：「我現在正在和左宗棠討論軍隊和糧餉的有關問題，左宗棠提出調動軍隊是可行的，然而不能再給被調走的部隊發餉，但我覺得就連調集軍隊也並非易事。」
五月初四，李鴻章和法國新任公使脫利古（又譯為德理固）在上海會晤。脫利古拒不承認越南與中國的臣屬關係，堅決要對越南採取軍事行動。李鴻章掌握了之前劉永福已在河內附近大敗法軍的情況；而且當時法國已向越南增兵，派遣了四艘鐵甲艦、軍艦和三千名陸軍士兵；法國議院已作出無限制增加軍費的決定，準備一血恥辱，而脫利古此行目的就是取消寶海原訂協定。因此在結束了與脫利古的談判後，他馬上向總署報告，說：中國只有北洋的揚威、超勇和南洋的揚武、超武幾艘可以用於保衛海疆，軍隊是兵單餉匱，海軍還在籌建和訓練之中，與法國開戰無異以卵擊石，如今之計應先與之周旋拖延，爭取時間想別的法子。第二天，他又給張之洞寫信，說明法國是想要因越南「孱小」而「逞強貪利」，拒不承認越南的中國屬國地位，中法關係破裂是「意中事也」，但一旦開戰，中國勝算不大。
十七日，李鴻章向朝廷提出備戰求和的建議並進行了分析：法國佔領越南對中國構成威脅還是以後的事，而一旦中法開戰，那麼中國將面臨直接的威脅。如果中國出兵越南，法國將以此為藉口攻入中國，影響整個國家。因此滇粵防務應以加強戰備為主，同時應遣使赴法與之談判。朝廷先讓李鴻章到廣東，後來又調他到上海，對此李鴻章頗有微詞，他給張佩綸寫信說：「樞廷調度輕率，令人寒心。」但當得知朝廷已於十六日讓他回任北洋總督籌劃全局時，他滿意了。他在回天津的途中順便巡視了煙台、旅順、威海的防務，於六月初六回到天津。李鴻章已經發覺中國海防不足，在六七月間連上三摺，提出三點要求：展修到通州的電報線；購鐵甲艦，造鐵路火車；開採煤礦。他聲稱中國的現代化一旦實現，「外人斷不敢輕於稱兵恫嚇」。七月二十三日，越南被迫與法國簽訂《順化條約》，越南成為法國的保護國，這表明越南國王已經倒向法國。這是公然對中國宗主權的侵犯，清政府十分惱火，九月二十日，發佈上諭：
法人已與越南立約，必將以驅逐劉團為名，專力於北圻，滇粵門戶，豈可任令侵逼。現經總理各國事務衙門照會法使，告以越南久列藩封，歷經中國用兵剿匪，力為保護，為天下各國所共知，今乃侵陵無已，豈能受此蔑視？倘竟侵入我軍駐紮之地，唯有開仗，不能坐視等語。此後法人如欲逞兵於北圻，則我之用兵。固屬名正言順。……倘法人竟以兵力來華尋釁，必應先自戒備，著左宗棠、李鴻章、張樹聲、倪文蔚、裕寬，迅籌佈置，不可視為緩圖。天津密邇京師，關係尤重，李鴻章籌辦海防有年，為朝廷所倚重，為天下所責備，尤應勉力圖維，不得意存諉卸。將此由六百里各密諭知之。欽此。
李鴻章和曾紀澤分別與法國方面進行了持久的談判，由於法國的諸多要求無法讓中方接受，談判破裂。
在朝將領吳長慶曾提出調部分兵力回煙台。李鴻章於九月初三回信分析當前形勢，說法越新約簽訂表明，雖然越南國王號還在，但是越南已經投降了法國，朝廷裡主張一旦出現危急情況將調回駐朝之兵，但我認為不應慌亂，再過兩月冬季到來，北方的各港口都封凍，自然就阻擋了在越南的法國海軍北進的步伐。而且日本加緊侵朝，朝鮮的王公大臣們對中國的態度有所動搖，正在觀望越南局勢，想以此決定下一步的決定，這樣，中國駐朝大軍更不應輕易回撤，而應留駐，起到強大的威懾作用。
這些情況都說明，李鴻章認為朝鮮的戰略地位遠比越南重要，這也是他為什麼不想在廣東和上海停留，而極力要回到天津的真正原因。一般人們都指責李鴻章此舉是要保護自己在北洋地區的勢力，然而實際上此時朝鮮的局勢也是極為動盪不安的，而且其問題的確遠比越南嚴重得多。客觀地說，正是因為李鴻章及時返回天津，而且力主保持中國在朝鮮的駐軍數量，才確保了北方的穩定。
總署也準備向各國通報法國對越南的侵略情況，同時命令邊防部隊迎擊進犯的法軍。九月二十六日，李鴻章向總署提出自己的意見，說中國一直對藩國實行的政策都是只注重虛文，光是進行一些冊封和朝貢的虛務，沒有採取實際有效的舉措，而且也沒有對法越《西貢條約》進行嚴厲的駁斥，以致讓法國鑽了空子。當前中國還不具備推翻本年七月的法越《順化條約》的力量，建議朝廷暫時不要將中法爭端照會各國，而應盡快以和談的方式解決問題。但總署不予理睬，仍照會各國：中國堅決保護越南藩