1864年末江浙赣等地的太平军残部纷纷退往福建、广东，左宗棠遂率楚军挥师南下，经过近一年的血战，最终在1866年2月攻破太平天国嘉应州，彻底扫除南方太平天国余烬。
4月3日，左宗棠返抵福州督署，四境初平之时，自造轮船的计划自然而然就重新提起。6月25日，左宗棠具折上奏清廷，正式请求设厂造船，而且提出了设立学堂培养人才的计划，使得闽省的造船工程更与众不同。这篇洋洋洒洒数千字的长篇奏折，尽书胸臆，志在必得地将其自造轮船的全部构思和盘托出。从海防、民生、漕运、商业四个角度加以分析，论证“欲防海之害而收其利，非整理水师不可；欲整理水师，非设局监造轮船不可”。并详细阐述了其对设厂造船的各项计划安排，表明这个设想已经非常成熟，具有可操作性，议论奇警地指出“彼此同以大海为利，彼有所挟，我独无之。譬犹渡河，人操舟而我结筏；譬犹使马，人跨骏而我骑驴，可乎？！”[7]
今人对于左宗棠自造轮船的设想予以充分肯定时，也应注意到其时代局限性，出于节省经费考虑，左宗棠将所要建造的蒸汽船功能定位为亦商亦兵，并不明白军舰和商船存在质的区别，而且左宗棠对于轮船造成后的维持经费想得有些不切实际，认为“船成之后，不妨装载商货，藉以捕盗而护商，益可习劳而集费，似岁修经费无俟别筹”[8]，这些缺失客观上都为此后船政的发展带来了一定的负面影响，由此也可以看到一个全无近代工业基础的国家在蹒跚起步时很难回避的先天不足。
对左宗棠的奏请，清廷中枢大为所动，议上后仅仅几天就有了批复，同治皇帝非常罕见地作了上百字的朱批：“……中国自强之道，全在振奋精神，破除耳目近习，讲求利用实际。该督先拟于闽省择地设厂，购买机器，募雇洋匠，试造火轮船只，实系当今应办急务……”[9]。闽浙建厂就此开始。
经过考察，左宗棠在福州城郊的马尾选定了马尾山下中岐乡靠近马江边的一块宽130丈、长110丈的田地作为厂址。建厂的经费从闽海关的四成洋税下划拨40万两银，另从六成洋税下每月划拨5万两银作为运行经费。[10]与后来从各省协款的北洋海军经费相比，船政的经费来源单一，闽海关又是当时收入仅次于江海关的富关，且设在本省，较易控制，更具可靠性。建厂的技术则主要依靠西方，作为技术工程总承包人的法国人德克碑、日意格就此先后到福州签订合约。
正当设厂工作万事待举之际，9月25日清政府寄谕，鉴于捻军西窜，将左宗棠调陕甘总督平定西北，由漕运总督吴棠接任闽浙总督，兼管船政。由于对新任总督吴棠不熟悉，担心由其兼管可能会导致船政的建设偏离自己设想的轨道，为了不使自己一手开创的事业脱轨或中途遭受挫折，左宗棠上奏清廷请求派员直接管理船政事务，意图抢在新任总督尚未到任前先将过这部份权力夺出，一位正在家乡守制的福州籍官员进入了左宗棠的视野。
沈葆桢，字幼丹，福建侯官人，出身于书香门第，祖父、父亲都以幕友为生，沈葆桢的母亲是林则徐的妹妹，与青梅竹马的表妹——林则徐的二女儿林普晴结婚后不久，沈葆桢考中进士，任编修、御史，原本踏入一条言官之途。但遂因太平天国战争爆发，沈葆桢被外放出京，一度参赞曾国藩湘军营务，受经世思想影响，其任江西广信知府期间，夫妇并肩守城击退太平军，谱成一曲佳话。后来沈葆桢在江西巡抚任上，抓获了太平天国幼天王洪天福贵，更是立下盖世巨功，成为官场上一颗耀眼的新星。左宗棠与沈葆桢有师兄弟之缘（左宗棠曾拜林则徐为师），又曾同为曾国藩幕僚，在江西多有合作，对曾国藩同样不抱好感（沈葆桢任江西巡抚期间，因缩减湘军饷源事与曾国藩龃龉，后来曾国荃攻克天京，奏报幼天王已死于乱军，但是未久沈葆桢便奏报在江西俘获幼天王，与曾氏的不快加剧）的官员，相互都有极深刻的印象，曾国藩对二人的关系有过特殊评价，称沈葆桢和左宗棠是“死党”[11]。
1865年4月，沈葆桢的母亲去世，按照清代官场制度，官员的父母长辈去世，应辞去职务，服27个月丧假守孝，称为守制。沈葆桢在老家过着与世隔绝的平静生活时，左宗棠前来三顾茅庐了，要想能使造船事业顺利发展，其统领必须是具有官场经验且拥有一定资历声望的人物，才能有效处理好与朝廷与地方官员间的关系，坚持独立建厂的原则，而且必须与自己有某种默契，能够理解执行自己的政策。“死党”沈葆桢不仅具备了上述条件，而且还是本乡本土人，又正处于守制不能任官期间，此时让他在福州老家管理船务，“在籍监造，不为夺情，久司船政，正可以侍养严亲”，无疑是最合适的人选。
对于这份千钧邀请，沈反复推辞，最后在左宗棠的力请和清政府的谕令下，做出折衷处理，同意出任总理船政大臣，但是在丧假未满之前暂不任事。与当时李鸿章在上海兴建的江南制造局相比，福建船政的级别显然更高，清政府任命钦差大臣直接总理负责，而且从大臣的头衔可以看出，“船政”二字意义极广，当时指所有与建造、管理蒸汽舰船有关的事，由此可见，福建船政并不是一个单纯的造船厂，而是集造船、教育、船舶人员管理调拨等于一体的大型行政机构。[12]
