曾廣孝到了長江水師學堂，總教習嚴復一開始也以爲曾廣孝不過是普通的高官二代，來長江水師學堂“鍍金”而已，所以對他的到來不是很熱情，總辦吳仲翔約嚴復去學堂門口迎接曾廣孝，他推說自己偶感風寒，身體不適，沒有去。
曾廣孝聽總辦吳仲翔說嚴復身體不適，便去他的住處探望，結果嚴復的老母陳太夫人說，兒子嚴復去學堂營務處辦公去了。曾廣孝也沒有生氣，給嚴復的母親留下見面禮，便親自去營務處見嚴復。嚴復是福建人，個頭不高，皮膚是健康的黝黑色，一看就長期在海上呆過。他頭戴一頂瓜皮黑帽，穿灰色馬褂，腦袋後面拖着一條又粗又壯的辮子，外表看與常人無異，只有鼻樑上的那副眼鏡，似乎顯示出他的學問。
“幸會！”嚴復此時也年輕氣盛，比較孤傲，便果真只對曾廣孝抱拳問好。
曾廣孝也不計較這些，不過他對嚴復的尊容很失望，不過熟話說“人不可貌相”，寒暄了幾句，便想試試嚴復是否真的是名副其實的“清季輸入歐化之第一人”，便對嚴復說：“早聞嚴大人留洋英倫，學貫中西，朝廷中很多大臣，比如‘清流’的肱骨之臣張南皮（張之洞），主張中學爲體、西學爲用，嚴總教習如何看？我們長江水師學堂是否也應該這樣？”
嚴復搖搖頭，一開口就用閩南語道：“萬萬不可！中國最重三綱，而西人首言平等；中國親親，而西人尚賢；中國以孝治天下，而西人以公治天下；中國尊主，而西人隆民。其於爲學也，中國誇多識，而西人恃人力。總之，西學於學術則黜僞而崇真。中國之人好古而忽今，西之人力今以勝古。古之必敝，即便堯舜、孔聖人生在今日，也要向西方學習，要鼓民力，開民智，必須革新思想。”
嚴復一大堆閩南語說的古文，語速又快，曾廣孝這麼聰明的人，也只聽了個半懂，但他點點頭，說：“我認同嚴總教習的看法，正所謂‘物競天擇，適者生存’，中國需自強呀！”
嚴復一聽，驚問道：“曾公子竟然也知道物競天擇，適者生存？真是學識淵博！”
曾廣孝心想這還不是小菜一碟，便笑道：“英國生物學家達爾文的進化論嘛，我在哥大圖書館裡看到過！”
嚴復看了曾廣孝一眼，他身材修長，面目清秀，長得很像年輕版的曾紀澤，畢竟是他的親生兒子！行爲舉止不拘禮節，卻談吐自若，比他老子更爲平易近人，還很博學，頓時對曾廣孝刮目相看。
兩人相談甚歡，嚴復聽說曾廣孝把學員每個月的生活費提高到十兩白銀，連聲叫好，說：“將學員的贍銀提高到十兩，天下貧寒之才必至！”
果然，那一年，曾廣孝把提高學員贍銀的消息通過《申報》等報紙刊登出去之後，很多家庭貧困但很聰明的人都來報名，原本準備招300人，結果有兩千多人報名，多數是窮苦人家的孩子，穆晉書、楊建洛、黃祖蓮、黃承勳、陳京瑩、韓錦、王舉賢、徐希顏、蔡灝元、陳金揆、薛振聲、黃乃謨、楊澄海、譚英傑、鄭綸、祁鳳儀、洪桐書、溫朝儀、鄭祖彝等一大批在歷史上留名的學生都來了。
考慮到海軍的戰鬥力，曾廣孝放寬了招生年齡，從中擇優錄取400人，長江水師學堂的學生宿舍都快不夠住了。
曾廣孝還邀請去英國和德國海軍學校留學歸來的鄧世昌、劉步蟾等人到長江水師學堂當教員。與嚴復、鄧世昌、劉步蟾等人商量後，報吳王曾紀澤批准，決定長江水師學堂的學制爲五年，開設英語、地輿圖說、算學至開平方、立方、幾何、代數及造對數表法、平弧三角法、駕駛諸法、測量天象、推經緯度法、重學、化學、格致等20餘門西學課程，曾紀澤也花血本爲長江水師學堂聘請了英國皇家海軍、德國海軍的一些軍官當教員，爲他們建了兩幢迎賓館，樓閣崢嶸，美輪美奐，殊耀外觀，屋中一切器具，華麗整潔，皆選購西國精良之品。這樣一來，長江水師學堂的硬件和軟環境，比起歐洲各海軍院校毫不遜色。
最值得一提的是，曾廣孝到了長江水師學堂後，爲多招收的100個學員。曾紀澤給這些學員新開設了一個魚雷專業，開始大批培養中國的專業魚雷水兵！因爲曾紀澤知道，甲午海戰中，中國戰艦吃虧就吃虧在魚雷兵不專業，魚雷沒有發揮效果，好多魚雷都從小日本的軍艦底下穿過去了才爆炸，不然甲午海戰的結局就會改寫！
曾紀澤讓曾廣孝挑選的這些魚雷學員，年紀偏大，但膽子很大，因爲曾紀澤知道，在海上近距離上發射魚雷，對發射人員的心理素質有着極高要求，雷艇必用敢死之士。
恰好在1880年，曾紀澤派中國特使徐建寅向德國伏爾鏗造船廠定造了2艘魚雷艇，這2艘魚雷艇逐件拆解後運到中國，後來在工程師英國人葛蘭德、安的森的指導下，由中國工程技術人員在南京船塢組裝成功，分別命名爲“乾一”、“乾二”，這兩艘中國最早的魚雷艇，被曾廣孝借到長江水師學堂！
這兩艘魚雷艇爲同級，是德國建造的第一型採用魚雷發射管裝置的魚雷艇，排水量28噸，裝有一座小型的汽車式鍋爐、一臺往復式蒸汽機，功率650匹馬力，單軸推進，航速可以達到18節，艇上的主要武器是1具14英寸口徑的魚雷發射管，安裝在艇首甲板上，可作150度旋轉，使用的是黑頭魚雷，不過艇上還依依不捨配備了4個杆雷發射裝置，另外裝備有1門用作近距離防禦武器的37mm哈乞開斯五管速射炮，全艇編制人數爲16人。
魚雷艇用的魚雷是鋼製細長的水雷，兩頭尖銳，外形非常像海豚或魚。曾廣孝找了洋教員和鄧世昌、劉步蟾，專門爲魚雷專業編著了教材——其身圓長，前後體尖，頭有圓嘴，後有雙輪，能以行駛。似魚有翅有尾，能自上下，駛行水中，如魚之遊泳，有魚之形，有雷之力，行速力猛，能擊沉敵船，故謂之魚雷。鄧世昌和劉步蟾還根據自己所學，詳細介紹了魚雷的操作細則和要點。
曾廣孝看到了這種最新潮、最具威力的武器魚雷的使用前景，還讓天龍武器公司在美國也開始仿照德國的白頭魚雷，加強魚雷材料攻關，研製更先進的魚雷，曾廣孝想要讓魚雷成爲中國海軍的秘密武器和制勝法寶！
爲此，吳王曾紀澤又從英國買回了一艘更爲先進的專門以魚雷作爲主戰武器的軍艦，就花了五萬兩白銀，命名爲“魚龍”號，“魚龍”號排水量有40噸，長30米，寬4米，吃水2米，採用汽車式鍋爐，主機功率560匹馬力，擁有在當時海軍中非常驚人的20節的高航速，攻擊時可以高速突襲，發揮出其不意的效果，萬一沒有命中目標，因爲架設有3根桅杆，可以揚帆遠航飛奔絕浪而去。
在曾廣孝、嚴復、鄧世昌、劉步蟾等人的努力下，長江水師學堂的學員的精神面貌也煥然一新，曾紀澤到學堂視察，對曾廣孝和學堂學員的表現非常滿意，又給長江水師學堂劃撥了二十萬兩白銀的辦學經費。
曾廣孝還參考了英國海軍少校琅威理提供的《英國海軍章程》，結合長江水師的巡航實際，頒佈施行《長江水師章程》，從船制、戰船、守船、練船、運艙等制度建設入手，保證長江水師的戰鬥力，還規定凡長江軍校的學生，在堂學習二年期滿，必須上船實踐學習三年，以強化學員的實踐操作能力。
曾紀澤對兒子曾廣孝的能力非常滿意，還將江南製造局也交給曾廣孝管理。
此時，江南製造局已經是亞洲最大的近代軍工國企，從德國、英國引進機器設備，聘用外國技術人員，生產規模相當龐大，門類齊全，技術水平較高，在生產過程中培養和訓練了一批本國技術員工。工廠需要大量的煤、鐵等原材料，開始主要依賴進口，要花費很多白銀，後來，中國人興辦了煤礦，解決了這一需求。曾廣孝接管江南製造局後，還從英國葛來可力夫工廠購進鑄鋼機一套，並從格林活廠購進水壓機、10噸起重機和車牀等設備，籌建鍊鋼廠，將在美國的天龍武器公司的生產線搬到了南京。
曾紀澤明白潛艇將來會在現代海戰中發揮重要作用，而且對付英國、法國那樣的海軍強國，潛艇可以起到四兩撥千金的作用，出奇制勝。於是讓曾廣孝加快研發中國的潛艇，並且交給他一個樣機：式如橄欖，駛行水底，上有水標及吸氣機，可於水底暗送水雷，從外觀、構造，到件能、功能，無不反映出近代潛艇的特徵和性質，而且這艘潛艇下水試行時“靈捷異常，頗爲合用”。
曾紀澤還讓容閎幫忙在美國重金招聘最優秀的潛艇設計師。沒想到，世界上最優秀的潛艇總設計師、“現代潛艇之父”約翰·霍蘭竟然來天龍武器公司應聘了！當時，各國政府對科學家還沒有今天這麼重視，科學家或其他人才的國際流動很大，服務哪個政府也很自由，這些科學奇才都最爲看重的是誰有錢資助他們把想法變成現實，信奉爲僱主服務，誰資助他們，他們就爲誰工作。
霍蘭原本是愛爾蘭人，1841年出生在利斯凱納小鎮，父親曾是英國海岸警衛隊的一名僱員，所以霍蘭從小就對戰艦充滿好奇。但中學尚未畢業時，他的父親不幸病故，年輕的霍蘭被迫結束學業，到一所學校擔任理科教員，他一邊工作，一邊設計潛艇。1873年，三十二歲的霍蘭辭去教員工作，帶着他的潛艇設計圖紙到美國尋找機會。1875年，霍蘭將建造新型潛艇的計劃送交美國海軍部。但美國海軍對支付5萬美金建造的一艘名爲“智慧之鯨”的小型手操潛艇的沉沒仍然心有餘悸。斷然拒絕霍蘭的計劃。
遭到拒絕的霍蘭得到流亡美國的由愛爾蘭一些革命者組成的“芬尼亞社”的資助。在“芬尼亞社”的支持下，經過3年時間的努力，霍蘭在1878年將自己設計的第一艘潛艇送下水，該潛艇被命名爲“霍蘭－1”號，是一艘單人駕駛潛艇。艇長5米，裝有1臺汽油內燃機，能以每小時3海里的速度航行，但悲劇的是，這艘潛艇一潛入水下，內燃機的空氣用完了，發動機停止了工作。白燒了一大筆錢，潛艇卻沒了，芬尼亞社開始對霍蘭大爲不滿，對他的潛艇研製提出具體要求：所建造的潛艇，大到足以能有效地進行作戰，小到使其能夠塞進特製的商船船艙。這種商船要求可以裝成民船的模樣橫渡大西洋。
1881年，霍蘭建造成功他的第二艘潛艇，命名爲“霍蘭－2”號，該艇長約10米，排水量19噸，裝有一臺11千瓦的內燃機。這艘潛艇安裝了升降舵，解決了縱向穩定性問題。同時，他還在艇上安裝一門加農炮，使得潛艇既能在水下發射魚雷，又能在水面進行炮戰。但這艘潛水艇排水量太少，火力也不行，“芬尼亞社”的一些成員對霍蘭的試驗喪失信心，並在一天黑夜將“霍蘭－2”號以及建造中的第三艘潛艇偷偷地運走了。霍蘭痛心疾首，與“芬尼亞社”分道揚鑣，暫時停下潛艇的研究而到一家汽槍公司擔任描圖員。不過霍蘭沒有放棄他設計潛艇的夢想，不久，在朋友們的大力支持下，他興辦了“肛魚潛艇公司”，與炮兵上尉扎林斯基合作，建造了他的第四艘潛艇“扎林斯基”號。但很遺憾，失敗的厄運還沒有放過努力的霍蘭。1886年，“扎林斯基”號建成下水，滑道倒塌，全艇被毀，沉入了茫茫的大海。霍蘭的公司破產，朋友們也離他而去，他陷入了絕望。
這時，容閎在美利堅的《紐約時報》刊登了招聘信息，年薪五萬美元找潛艇設計師，霍蘭從絕望中抓住了這救命的稻草，連忙帶着自己的潛艇圖紙去應聘，帶着妻子和女兒漂洋過海來到了中國，爲長江水師設計潛艇。
曾紀澤見了霍蘭，也大爲高興，要錢給錢，要人給人，專門給霍蘭成立了潛艇設計團隊，一起解決那些潛艇史上阻礙潛艇發展的問題，反覆研究並數易方案。更讓霍蘭感動的是，曾紀澤十分體諒霍蘭以前的失敗，親口對霍蘭說：“我們中國要研發世界一流的潛艇。你儘管試驗，一切失敗的責任都由我們來承擔。”
在研發團隊的努力下，過了半年，霍蘭終於建成“潛龍”一代潛艇，該潛艇長15米，裝有45馬力的發動機，海面航速可達每小時7海里，續航力爲600海里。在水下潛航時，航速可達每小時5海里，續航力50海里，共可乘5名艇員。武器爲一具艇首魚雷發射管，可發射3枚魚雷，前後各一門火炮，火炮瞄準靠操縱潛艇艇體對準目標。
曾紀澤還在長江水師學堂裡面增開了潛艇專業，讓霍蘭授課，培養中國的潛艇人才，中國的海防力量一日千里，更加完備。