李鸿章创建天津武备学堂时，在淮军中招募精健聪颖的年轻士兵。段祺瑞得以进入天津武备学堂，在炮科学习。段祺瑞全心全意，刻苦学习，成为炮科一等一的好学生。
1886年的一天，李鸿章亲自来到天津武备学堂，检查学员成绩。天津武备学堂为李鸿章准备了各科操练。上午，是马科、步兵科演练，演练进行得比较顺利，李鸿章很是满意；到了下午炮科演练时，需要在海上进行实弹打靶。偏偏天公不作美，遇上风浪，增加了演练难度。好几个学员都打掉了靶。
李鸿章神色变得难看起来，陪同官员也惴惴不安。就在这时候，轮到段祺瑞出手了。只见他动作熟练地操作火炮，三发三中，干净利落地结束了演练。
从此，李鸿章对段祺瑞这个21岁的年轻人留下了深刻的印象。再加上，段祺瑞是安徽合肥人，跟李鸿章是老乡。段祺瑞的祖父和族叔都是淮军将领，与李鸿章一起并肩作战过。
