為完成既定目標(biāo)，1882年10月30日，李鴻章專門發(fā)布《北洋水師學(xué)堂招生告示》，從增加津貼等方面提高吸引力。到1898年的時候，海軍統(tǒng)領(lǐng)葉祖珪回閩時，嚴(yán)復(fù)還委托他在福州代選優(yōu)秀子弟30名，次年帶到天津參加考試，由嚴(yán)復(fù)親自擬題。

嚴(yán)復(fù)在天津北洋水師學(xué)堂任職期間，學(xué)堂招生、課程設(shè)置、聘請外國教習(xí)、主持日常教學(xué)管理等學(xué)堂具體事務(wù)均由他負(fù)責(zé)。因此他對海軍教育作出了重大貢獻(xiàn)。

這點從北洋水師學(xué)堂的課程設(shè)置和學(xué)生成績便可以看出來。北洋水師學(xué)堂的學(xué)制為五年，參照福州船政學(xué)堂成例，分為堂課四年，艦課一年。

堂課分為內(nèi)堂課程與外場課程兩大類。駕駛專業(yè)內(nèi)堂課程主要有國文、英文、天文、地理、數(shù)學(xué)、重學(xué)、駕駛、御風(fēng)、測量、演放魚雷等。管輪班內(nèi)堂課程主要有國文、英文、輿地、數(shù)學(xué)、重學(xué)、物力、汽機(jī)、機(jī)器畫法、機(jī)器實藝、修訂魚雷等項。兩個專業(yè)的外場課程相同，均為單人教練步兵操法、信號學(xué)、成隊教練、成營教練、槍炮法理、升桅操練、炮彈及引信法理等。

這樣的課程設(shè)置，“多為從前閩廠駕駛學(xué)堂洋教習(xí)所未及深”，就連英、俄兩國水師兵官也承認(rèn)，“歐洲水師學(xué)堂所留以俟上練船后指授之學(xué)，此堂均已先時預(yù)課?！?/p>

從學(xué)生成績看，嚴(yán)復(fù)所教駕駛畢業(yè)班成績良好。按英國海軍章程，海軍中尉軍官生屆上練船，算法、代數(shù)、幾何3項所考分?jǐn)?shù)，以得總分1/3者為中選，上船后再學(xué)習(xí)三角、駕駛、天文、重學(xué)諸書。除外語外，代數(shù)、幾何、三角、算法、重學(xué)、格致、駕駛、天文測量、儀器等項全部相加，分?jǐn)?shù)得1/6者為中選。而嚴(yán)復(fù)所教授的1884年首屆駕駛畢業(yè)班伍光建等30名學(xué)生，不僅學(xué)完10余項規(guī)定堂課，還提前完成多項艦課，多數(shù)成績超過總分一半。

1887年第二屆駕駛畢業(yè)班馮琦等20名學(xué)生，除將英國海軍官生應(yīng)知之學(xué)全部學(xué)完外，還多學(xué)習(xí)割錐、魚雷等5項科目。第二屆考試部分科目由嚴(yán)復(fù)和羅豐祿命題，部分科目甚至直接采用英國皇家海軍學(xué)院的試題，其得分超過總分3/4者6人，超過1/2者10人，其余都在1/3以上。參與會考的英國水師兵官馬圖林稱贊此屆學(xué)生造詣精純，為意料所不及，素來輕視中國水師的英國領(lǐng)事壁利南也刮目相看。

在嚴(yán)復(fù)的主持下，北洋水師學(xué)堂的課程設(shè)置和學(xué)生成績不僅超過了以前由洋教習(xí)主持的福州船政學(xué)堂，甚至超過了歐洲同類學(xué)校。

1884年12月21日，李鴻章專門上奏“水師學(xué)堂請獎?wù)邸?，對水師學(xué)堂教學(xué)情況給予高度評價，申請對嚴(yán)復(fù)給予獎勵，并賞加副將銜。數(shù)日后，請獎得到朝廷批準(zhǔn)。清政府以北洋水師學(xué)堂辦有成效，按照各自成績分別給予了嚴(yán)復(fù)等人嘉獎。此后，嚴(yán)復(fù)的辦學(xué)水平多次受到肯定，多次受到朝廷的表彰，其職務(wù)也得到相應(yīng)的升遷。

1900年6月，八國聯(lián)軍盡毀天津機(jī)器局及北洋水師學(xué)堂，學(xué)生星散。嚴(yán)復(fù)由天津逃往上海避難，從此脫離了北洋水師學(xué)堂。