在湖广、两江总督任上，张之洞颇得一部分具有维新思想的知识分子好感，并任用其中一些人充当幕僚。戊戌变法时期，起先以支持维新活动的面目出现。1895年秋京师强学会成立时，捐金五千为助；未几上海强学分会成立，被推为会长，并派旧属汪康年助办《时务报》；同时对湖南南学会和《湘学新报》亦颇表赞助。但当维新运动日益发展、新旧斗争渐趋激化后，即表明与维新派的分歧，登报声明自除会长之名，对《时务报》的进步言论大加干涉，并严斥积极支持变法维新的湖南巡抚陈宝箴、学政徐仁铸等。1898年4月，撰《劝学篇》，提出“中学为体，西学为用”，维护封建纲常，宣传洋务主张，攻击维新思想，反对变法运动。1900年义和团运动爆发后，主张“安内乃可攘外”，多次上书清廷，要求对义和团严加镇压。是年夏，八国联军进逼京津，清政府对外宣战，乃于地方拥兵自重，并在英国策动下，与两江总督刘坤一、两广总督李鸿章联络东南各省督抚，同外国驻上海领事订立《东南互保章程》九条，规定上海租界由各国共同“保护”，长江及苏杭内地治安秩序由各省督抚负责。8月间，在汉口通过英国领事，破获设于英租界的自立军机关，捕杀唐才常等人。随后又在鄂、湘、皖镇压了由维新派唐才常、林圭、秦力山等联络长江中下游哥老会发动的自立军起义。
1901年清政府宣布实行“新政”，设督办政务处，命张之洞以湖广总督兼参预政务大臣。旋与刘坤一联衔合上“江楚会奏变法三折”，提出“兴学育才”办法四条，及调整中法关系十二事，采用西法十一事，为“新政”活动的重要蓝本。1903年，会同管理学务大臣商办学务，仿照日本学制拟定“癸卯学制”（即1903年经修改重颁的《奏定学堂章程》），在全国首采近代教育体制。1905年后，资产阶级革命运动兴起，在东南地区破坏革命组织，镇压革命派领导的武装起义，因此受到社会进步舆论的强烈谴责。1907年调京，任军机大臣，充体仁阁大学士，且兼管学部。次年清政府决定将全国铁路收归国有，受任督办粤汉铁路大臣，旋兼督办鄂境川汉铁路大臣。光绪帝和慈禧太后死后，以顾命重臣晋太子太保。1909年（宣统元年）病故，谥文襄。遗著辑为《张文襄公全集》。
张之洞的评价
张之洞，人称张香帅，自号抱冰老人，南皮人，南京大学前身——三江师范学堂的创始人，中国高等师范学堂之鼻祖，中国幼儿园创始人（第一所幼稚园，选聘了3名日本保姆）。中国重工业奠基人。张之洞13岁中秀才，16岁中顺天乡试第一名（解元），26岁中会试第三名（探花）。
张之洞先为清流以敢谏闻名，号称“牛角”，其战斗力非常生猛。后任山西巡抚和各地学官,后来长期任总督，1907年后任大学士，军机大臣，1909年死，谥号“文襄”。汉阳铁厂全景
张之洞一生主要做了三件事：一办新式教育，二办实业三练新军。