自从清政府向外国购置了一些新式军舰后，中国海军中出现了一批年轻有为的军官。邓世昌便是其中杰出的一名。
1874年，邓世昌成为福州船政学堂第一届毕业生。由于他擅长测量驾驶，被分派到一艘木制的运输舰“除航”号上当管带（船长），后来又被调去指挥“振威”号兵舰，专门捕捉海盗。在这短短几年中，已显露出他指挥舰只的非凡才能。
1875年（清光绪元年），日本趁清廷王臣更易、慈禧太后重掌政权之际，再番兴兵，进袭中国宝岛台湾。此时，林泰曾随同洋监督日意格赴英国采办军用器物，研习西学，已不在闽。而邓世昌时任“海东云”炮舰管带，奉命与刘步蟾等人赶赴台湾，扼守澎湖、基隆等处要塞。他在执行守备任务时坚决果断，用兵有方，抑制了日本侵略军的嚣张气焰，并带领水勇驰赴后山、埤南等地，抵制日寇，抚恤安辑。待事情处理完毕，邓世昌得以补充为千总，刘步蟾得以擢升为“建威”号管带。
不久，沈葆桢奏请朝廷派遣留洋学生事宜获准，即着手选调出洋人员。是时日寇每每侵扰福建近海，防务紧要，船政学堂欲尽选优秀之生出洋留学，又恐人才尽去，家中空亏，难以应事。
邓世昌闻情，再三斟酌，终定顾全大局之意，决计放弃留学之机，依旧留守海疆，遂将心意上陈学堂。学堂官长闻听，颇觉意外，又见邓世昌言辞恳切，心意坦然，乃将情节上报船政大臣。沈葆桢正在为海防之事犯难，闻情深为邓世昌襟怀所感动，乃准其留闽，调任“振威”炮舰管带，代理“扬威”快船管驾，荐保守备，加都司衔。此后，又历任“海东云”舰、“振威”舰、“飞霆”舰等兵船管带。
只因外夷屡屡侵略，而大清海防薄弱，1879年（清光绪五年），清廷遂决计兴办水师，强固海防。于是，召集群臣，拟就《大清水师章程》，议设北洋、东洋、南洋三大水师，以御外侮。
且说清廷兴办海军之举，实实叫各路水师官兵心热。此时恰逢林泰曾留洋归来，将西洋先进之学，带传于学堂诸生。邓世昌则习兵练船不辍，巡游福建近海领域无间。邓世昌、林泰曾二人，深得船政大臣沈葆桢器重。然而，天有不测风云，人有旦夕祸福。就在沈葆桢雄心勃勃，欲兴办海军、强固海防之时，却不幸身染重症，阖然而逝。噩耗传出，学堂师生无不悲痛万分。
此时，直隶总督李鸿章本为兴办海军一事煞费苦心。原来福州船政学堂多年来办得颇为响亮，为清廷上下刮目相看，而身为船政大臣的沈葆桢也备受褒扬。兴办海军，实实是沈葆桢先行了一步。如今，由沈葆桢和李鸿章二人统办，理应以福建为基础，以沈葆桢为要重。如此北洋如何兴盛？李鸿章冥思苦想，不知如何举步。忽闻沈葆桢病逝，李鸿章欲哭无泪，欲言无声，神色变幻莫测，许久方干嚎一声：“沈兄，你去得好早！海军大事，李某一定替你办好！”如是，大清海军之筹划，遂专属李鸿章一人。
不久，清廷下旨先创北洋水师。李鸿章于天津大沽设置水师营务处，广为招募海军人才。闻听邓世昌熟悉管驾事宜、林泰曾学有实得，为水师中难得之才，乃调赴北洋差委，分任“飞霆”、“镇南”、“镇西”等舰船管带。
1877年2月（清光绪三年），28岁的邓世昌代理“扬武”巡洋舰大副。3月，福州船政局首次派学生去英国和法国留学，根据邓世昌的全面素质和表现，完全可以选入出洋留学之列，只是因为带船人才紧缺，才让他在国内风涛海浪中锤炼。事在人为，邓世昌虽未正式出国学习，但他作为海军良将，素质是出类拔萃的，所以李鸿章等人几次派他出国去接收新舰。邓世昌在出国接舰过程中，抓紧机会，虚心好学，弥补了未在国外深造的缺憾。
因“海东云”吨位较小，火力较弱，1878年2月（清光绪四年），沈葆桢调29岁的邓世昌任装备5尊前后膛炮的“振威”炮舰管带，并代理“扬武”快船管驾，奉命扼守澎湖、基隆等要塞。其后，邓世昌获荐保守备，加都司衔。
清末，中国海军有南洋和北洋两大水师。沈葆桢以两江总督兼南洋通商大臣的身份主管南洋水师。1879年（清光绪五年），沈葆桢死后，北洋通商大臣李鸿章筹办北洋水师。1880年初（清光绪六年），31岁的邓世昌任“飞霆”舰炮船管带，这是一艘刚从英国买来的兵舰，技术装备比较先进。邓世昌接任后，又学到了不少新的技术。李鸿章为兴办北洋水师，派马建忠去考察、招收水师人才。马建忠奉命前往福建，听到了各方面对邓世昌的赞誉，并到邓世昌所带的“飞霆”舰炮船察看，亲眼见到了兵船管理得井然有序，士卒训练有素，纪律严明，还多次与邓世昌交谈。对此，马建忠给予很高评价。马建忠经考察后，向李鸿章汇报，并推荐邓世昌，说他“熟悉管驾事宜，为水师中不易得之才”。李鸿章也是识才之辈，为了加强北洋水师的指挥力量，同年夏天，李鸿章将邓世昌这个年轻有为的指挥官调到北洋水师。不久，北洋水师又从英国买来“镇东”、“镇西”、“镇南”、“镇北”4艘炮舰，邓世昌被调任“镇南”号炮船管带。
邓世昌胸怀卫国壮志，一心钻研舰船技术，并无半点与人争高低的念头。可是水师军官中有很多人忌妒他的才干，找机会排挤打击他。有一次，这4艘新军舰在黄海上巡航。突然，“镇南”号碰礁了。在这危急关头，邓世昌毫不慌张，沉着地指挥舰船脱离了危险。按理说，他救舰除险有功，但清政府却收到了中伤邓世昌的信件，将他撤了职。
有人忌妒他，但也有人赏识他。同年冬天（1880年底），北洋水师在英国定购的“扬威”、“超勇”两艘巡洋舰完工，统领北洋水师的丁汝昌到英国去接收新买的两艘快舰，把邓世昌也带了去。邓世昌在英国大开眼界。他发觉有许多东西自己没有见到过，便抓紧时机刻苦钻研，对于海上战术，尤其注意研究。1881年1月，新订购的军舰安全抵达大沽口，这是中国水师首次完成北大西洋——地中海——苏伊士运河——印度洋——西太平洋航线，大大增强了中国的国际影响，邓世昌因驾舰有功被清廷授予“勃勇巴图鲁”勇名，并被任命为“扬威”舰管带。
回国以后，邓世昌指挥舰只的水平更提高了。他指挥军舰在中国沿海巡航，保卫祖国的海疆。那时，日本、法国一直在向中国挑衅、进攻。邓世昌毫不懈怠，甚至其祖父、父亲亡故，他也没有回家守孝。
1880年，清政府大力筹办北洋水师。北洋大臣李鸿章久闻邓世昌“熟悉管驾事宜，为水师中不易得之材”，便将他调到北洋水师，任“飞霆”舰管带。不久，清政府向英国订购的“镇东”、“镇西”、“镇南”和“镇北”4艘炮舰抵华。为加强北洋防务，4艘军舰全部拨给了北洋水师，邓世昌又被调任“镇南”舰的管带。
话说这年秋季，北洋水师新聘任的总教习英国人葛雷森率上述4艘军舰巡弋渤海和黄海。秋季的渤海、黄海正是风大浪高之时，4艘400吨级的“镇”字号炮舰在大海中航行犹如一叶扁舟，一忽儿被抛上浪峰，一忽儿又被撤下浪谷。一连几天在风浪中的强烈颠簸，水手们个个都吃睡不好，疲劳憔悴，待军舰行驶到黄海北部的海洋岛吐，才有了轻松之色。因为眼前的海洋岛上有多座高大的山峰，它们挡住了强劲的秋风，使海洋岛湾风平浪静，成为舰船锚泊停靠的理想之所。可就在这时，只听“嚓”的一声尖响，一件意想不到的事情发生了——“镇南”舰触礁了。这突如其来之事，顿使“镇南”舰上的水手们惊呆了，一个个都惶恐地看着上任不久的邓世昌，为他捏着一把汗，企盼他能将军舰救出，否则后果将不堪设想。众目注视下，只见邓世昌沉着镇定地伸手拉响了警报，然后就以他高超的指挥水平和娴熟的驾驶技术，使“镇南”舰即刻离礁脱险，从而避免了一场军舰毁损的重大事故。
