此番进京入值军机，左宗棠做好了在京城安老的打算。他给京城好友徐小云寄去两千两银，请徐帮忙购屋。在地段方面没作要求，他表示和大多数京官住在一块即可，只是希望屋旁有空地可以种菜，“能如京官住宅款段，即可相安，惟宅旁须有隙地可以畦蔬，庶有生趣”。

　　不过，徐小云后来并没有给左宗棠买房，而是先在上斜街租了一地儿供左宗棠暂住。或许，徐小云觉得，买房这样的大事，还是左宗棠进京后自己定夺更好。上斜街位于北京市西城区，东起宣武门外大街，西至下斜街，有年羹尧故居、龚自珍故居等。但当时左宗棠觉得此地治安不好，并不满意，而是希望将住所安排在内城。

　　左宗棠曾在宣仁庙一带购房

　　3 兴修永定河畿辅水利

　　光绪七年(1881年)正月二十六日，左宗棠抵京，三天后奉旨入值军机，在总理各国事务衙门行走、管理兵部事务。后来，左宗棠又被改授两江总督，于当年年底离京。左宗棠在京城住了大约九个月。期间，他亲历慈安太后丧礼、提议为八旗练兵、亲自指挥兴修永定河等畿辅水利、力主提高鸦片关税等事件。其中，以兴修永定河等畿辅水利与北京关系最为密切。

　　当时因为与俄罗斯免于战事，驻扎在张家口的3000多士兵如何安排，成为一大问题。左宗棠提出了解决方案：一是从中挑选数百人，帮助训练守卫京师的健锐、火器两营，以提高两营的战斗力;二是让其余士兵到直隶、顺天河流上游兴修水利。由于八旗贵胄的抵制，练兵之举，只好从缓。于是，3000多士兵全部参与水利兴修——在中国第一长桥涿州永济桥一段挖河筑堤，在永定河上游筑坝拦水。

　　永济桥浚河筑堤工程四月底动工，为了掌握第一手情况，五月十二日(公历6月8日)，左宗棠请旨出京视察河工，直至六月初八(公历7月3日)才取道石景山回京。出京整整25天。永济桥浚河筑堤工程闰七月完工后，“河流顺轨，舟楫往来，农商称便”。经李鸿章派人验收后，评价为“工程坚固，堪耐久远”。《涿州志》也说，“宗棠由西夏凯旋，尝驻兵县北永济桥东，后令兵士挖河，与民秋毫无犯。”八月，左宗棠又派亲军1400余人，协助李鸿章率领的淮军疏通永定河下游。原定三个月才完成的工程，只用了一个月，共挖土方将近60万。至此，左宗棠兴修水利第一阶段工程初战告捷。

　　下游清淤的同时，左宗棠派兵从卢沟一带“步源北上”，就近伐石，建坝拦截，凿渠导流，以减缓永定河上游湍急水流。此项工程，“工繁费巨”，为了筹措经费，左宗棠从所部军费中设法拨来六万余两。截至当年十月，在永定河上游建成水坝五座，由于天气转冷，只好暂停待第二年春天再开工。

　　左宗棠兴修水利，得到沿河百姓的欢迎。九月初六日(公历10月28日)，左宗棠改授两江总督，永定河上游沿河百姓担心左宗棠亲军南下，便委派当地乡绅士子到左宗棠寓所，请求留下部队将工程修毕。此前修好的渠坝已让沿河两岸增加了良田20万余亩，一改这些村庄“丁口日繁，谋生无术”的面貌。左宗棠见状，答应了他们的请求，当地士绅才满意而归。

　　左宗棠兴修水利，大大造福畿辅百姓。十一月初四(公历12月24日)，清廷根据恭亲王、醇亲王的奏折发布上谕，对左宗棠督部兴修水利提出表扬。当时的报纸亦称颂左宗棠以侯相之尊“犹复沐雨栉风，宣劳畿辅”，赞扬其虽身居高位仍心系民生。

　　4 在北池子大街购房

　　光绪七年(1881年)在京期间，左宗棠由于“感触暑气”导致感冒并引发肺痰等症状，严重的时候不仅跪拜即难起立，就是说话也不利索了。七月初三日起，他多次请假，甚至两次请求开缺(辞职)。

　　七月、闰七月，左宗棠断断续续休息了将近两个月，左宗棠的病不但没好，反而因着急而导致“风火上腾”，出现面目红肿、风疹遍体等症状。于是，他在八月十三日再次上折请求撤销各差使。但朝廷依旧没有同意，而是赏假两个月，让其休养。两个月假期未到，九月初六日，清廷便下旨，让左宗棠接替刘岘庄，补授两江总督。