作为南洋通商大臣，海防是左宗棠关注的另一重点。当时清廷海防重心在北洋，由李鸿章一手经营。左宗棠虽与李鸿章政见多有不合，但在加强海防这一点上，态度坚决。
他视察吴淞口、江宁炮台，见设备陈旧，兵勇训练废弛，忧心忡忡。他上奏朝廷，强调东南海防的重要性，请求拨款购置新式舰炮，加强江防、海防力量。为此，他与掌管户部的宝鋆又打起了笔墨官司，指责户部厚此薄彼，过于偏向北洋。
一次，与来访的福建船政大臣谈及海防，左宗棠慨然道：“李少荃（李鸿章）办北洋，自有其章法。然东南门户，岂可全然仰仗北洋？一旦有事，远水难救近火！南洋必须自立自强！”他积极支持江南制造总局的生产，并派人考察西方海军训练方法，试图在南洋也建立起一支可靠的海防力量。这无形中与李鸿章形成了某种竞争态势，朝野皆知“左李之争”已从塞防、海防的战略层面，延伸到了具体的实力建设上。
光绪七年的寒冬来得格外早，江宁城笼罩在湿冷的雾气中，秦淮河畔的垂柳早已落尽叶子，只剩下光秃秃的枝条在寒风中颤抖。两江总督衙门的暖阁里，炭火烧得噼啪作响，左宗棠披着一件褪色的旧狐裘，正俯身研究摊满紫檀木桌案的舆图。窗外枯枝摇曳，映在他深邃的眼眸里，仿佛西北大漠的风沙仍未散尽。
“大帅，徐州知府递来的矿脉图到了。”幕僚轻声禀报，将一卷泛黄的图纸呈上。左宗棠猛地抬头，眼中闪过锐利的光，犹如当年在西北大漠指挥千军万马时的神采。他展开图纸，指尖沿着山脉走势缓缓移动，忽然停在利国驿一带，“此处煤铁共生，实乃天赐之宝。去岁胡恩燮延聘英籍矿师勘察，所言非虚。”
这时，门外传来急促的脚步声，候选知府胡恩燮风尘仆仆而入，皮袄上还沾着未化的雪籽。他身后跟着个碧眼虬髯的洋人，正是英籍矿师巴尔。左宗棠竟起身相迎，这是极为罕见的礼遇，可见他对煤矿之事的重视。
“巴尔先生，徐州矿脉果真堪采？”左宗棠目光灼灼，手指不自觉地敲击着桌案，这是他思考时的习惯动作。
洋矿师操着生硬的官话：“总督大人，利国驿煤质之佳，堪比英国纽卡斯尔。若得新法开采，必成大业。”说着从皮囊中取出煤样，在烛光下泛着乌黑的光泽。
左宗棠接过煤块仔细端详，忽然对侍立一旁的江宁布政使道：“你看这煤，比我们平日用的如何？”布政使唯唯诺诺不敢作答。左宗棠也不计较，转而肃容问胡恩燮：“然则开办之法，诸位可有良策？”
胡恩燮谨慎进言：“现今各矿多行官督商办，然官吏插手，反受掣肘……下官以为……”
“本督明白！”左宗棠突然拍案，震得茶盏作响，“当效西洋商办之法，商款商办，官不过问！”他当即挥毫草拟奏折，笔走龙蛇间尽显决断。这一幕让在场众人皆惊，须知这般主张在当时实属大胆，必将引来朝中守旧派的非议。
开春时节，左宗棠不顾年迈体弱，执意亲赴徐州。在利国驿矿场，他坚持要下到矿坑视察。随行官员纷纷劝阻：“大帅年事已高，井下潮湿阴冷，恐伤贵体。”左宗棠却道：“当年在西北，冰天雪地尚且不惧，区区矿坑何足道哉！”
昏暗的煤窑中，他抚摸着乌亮的煤壁，对随行官员慨然道：“此非寻常黑石，实乃强国之基！昔日在西北，若得如此煤铁，何惧俄人嚣张？”出得矿来，他立即召集乡绅商贾，在临时搭起的帐篷里设宴议事。
“此番开矿，全凭商股，官府绝不强征半分。”左宗棠举杯环视在场商贾，“获利之后，当以三成反馈地方，修桥铺路，兴办学堂。”这番话引得在场商贾纷纷叫好，当场认股者络绎不绝。有个老商人激动得热泪盈眶：“左大人如此体恤商民，实乃我等之福啊！”
转眼到了初夏，左宗棠巡视至下关江岸。但见江心泊满中外商船，旅客需靠小舟驳运，险象环生。他伫立江边良久，江风拂动他花白的须发。忽然召来轮船招商局总办：“速从芜湖调趸船来此，本督要建个像样的码头！”
工程启动当日，江岸人声鼎沸。左宗棠亲临督工，见工匠们正在架设木桥，忽闻一阵骚动。原来是一洋商带着通译前来抗议：“总督大人，为何唯独禁止外商船只停靠？”
左宗棠捋须冷笑：“中国之地，自当先惠中国之民。尔等若欲停泊，需先向朝廷缴纳码头税。”这番机锋相对，引得围观的百姓纷纷叫好。那洋商悻悻而去时，左宗棠又对招商局总办低声道：“速将此事奏报朝廷，免得洋人恶人先告状。”
最精彩的当属电报线路之争。光绪九年梅雨时节，左宗棠正在批阅公文，忽得密报：洋商欲沿长江铺设水线。他当即掷笔而起，墨点溅洒在宣纸上也浑然不觉。连夜召见江苏候补道王之春时，窗外正电闪雷鸣。
“洋人欺人太甚！”左宗棠指着地图上蜿蜒的长江，“速请盛宣怀来见，务必要抢在洋人前头架通陆线！”
架线工程启动后，困难接踵而至。时值汛期，工人们在泥泞中艰难立杆。某日暴雨倾盆，王之春浑身湿透地闯进总督衙门：“大帅，镇江段又塌方了，洋商还在看我们的笑话……”
左宗棠勃然作色：“笑话？待线路贯通之日，看谁笑到最后！”他当即调派亲兵协助施工，又亲自致信各府县要求配合。每逢难关，他总说：“当年西征，千里荒漠尚能运粮，区区架线岂能难倒我等？”
一日，英国领事竟找上门来，操着生硬的汉语质问：“总督大人为何阻挠我国铺设水线？”
左宗棠不慌不忙地抿了口茶：“中国疆土，自当由中国自设电报。贵国若欲通商，尽可租用我国线路。”这番不卑不亢的回绝，让领事无言以对。待领事离去，左宗棠对幕僚叹道：“这些洋人，总以为我中国好欺侮。殊不知今日之中国，已非鸦片战争时可比。”
经过一年苦战，电报线路终于贯通。试通当日，左宗棠亲自来到报房。当滴滴答答的电报声响起，他从椅中猛地站起，眼中闪着泪光：“从此江南江北，瞬息可通。若早二十年有此物，新疆军务何至那般艰难！”这时，电报房外忽然传来一阵喧哗，原来是徐州煤矿的第一批煤炭正好运抵江宁码头。左宗棠颤巍巍地走到窗前，望着江面上徐徐靠岸的运煤船，脸上露出欣慰的笑容：“好啊！煤矿出煤，电报畅通，这才是富国强兵之道！”