自满清入关后，为保护其"龙兴之地"， 长期封禁东北地区，致使居民大量减少，边防空虚。特别是19世纪80年代后，沙俄一直对我东北虎视眈眈，屡屡犯境，严重威胁着清王朝的"龙兴之地"。而吉林东部与俄国毗邻，边防更为紧张。正如军机处所说："今日防务皆知以东三省为先，东三省以吉林为首要。"为保障吉林边境安全，光绪六年（1880年）年三月二日，清廷发布谕旨："赏吴大澂三品卿衔，赴吉林随同铭安（吉林将军）帮办一切事宜。"吴大澂临危受命，五月十七日抵吉林城。

吴大澂在朝廷是维新派代表人物，在经过实地调查与周密分析后，即提出"购买西方新式武器装备，加强边防力量；招揽民户屯田垦荒，开发边疆，移民实边；修筑交通要道等等"一系列的实边政策。

首先，加强松花江防御，建立水师营。为抵御俄军沿水路入侵吉林，吴大澂在距离三姓200里的江面上设置"护江关"，派兵驻守，并建立了松花江、图们江两大水师营。至1889年松花江水师营有炮兵178名，炮船12艘，初具规模。同时，在松花江、倭肯河交汇处的巴彦通修筑了炮台。

其次，移民实边，修筑驿道。东北地广人稀，吴大澂推出各种优惠政策，鼓励农民到边区屯屋，如提供安家费、免费供给农耕器具、种子，甚至按月发放口粮等等政策，吸引了大量关内流民、越境朝鲜难民等等。数年后不仅增加了人口数量和屯垦面积，也为朝廷和地方政府增加了粮饷税收，保证了吉林兵员的供给，提高了抗俄实力。同时，吴大澂以宁古塔为中心，修筑了至吉林、东宁及三姓的驿道1600余里，大小木桥百余座，对战时的增援、补给具有特殊作用。

再次，编练靖边军。为加强吉林边防力量，废除八旗制建立边防军，招募新军，共建制马、步共十三营，总兵力达5000人，帮办大臣喜昌续练防军5000人，编成"靖边军"。驻防三姓、珲春、宁古塔等中俄边界要地。同时，为提高靖边军的战斗力，吴大澂购买了大批新式武器装备，据不完全统计，有格林炮4座，克虏伯炮20座，还有1000哈乞开斯枪，4000来复枪，3000毛瑟枪。大大提高了靖边军的战斗力。

但当时吉、黑两省所用军火皆由内地调拨，不仅"道远费繁"，而且"遇要务无应急之需"，为解决军火供应问题，吴大澂特地派人在吉林各地实地勘测，发现了矿洞山、交河两处铁矿、栗子沟铅矿，而且矿质较优，加之吉林自产燃料，适合本地建厂生产。于是，光绪七年(1881年）五月十九日，吴大澂上奏朝廷，提议在吉林省城设立机器局，随即获准。

当时，东北地处偏远，交通极为不便，机器局所用设备都是由国外进口，从天津转运至营口，再用四轮大车运至吉林，山路崎岖，千里之遥，数千百斤之重，载行千数百里之长途"，或雨季难行，车翻人伤，或是天寒地冻，困难可想而知。

机器局建成后，吴大澂曾回忆说："吉林地气早寒，十月封冻，三月始开，土木之工及砖瓦各窑较他省尤为费力。"为解决技术人才问题，吴大澂奏请从关内调入熟悉西学洋务人才，"大半工匠来自宁波，来厂以前都己经有了实际的经验"。吴大澂对厂房的设计也提出很高的要求，"所盖厂房一切做法，悉照外洋新式加料加工，不能与寻常之例相符。即表正书院与机厂相连，盖造之法亦与外洋机器学堂相似。"所有设计施工都是按照西方模式，保证厂房的质量要求。吴大澂殚精竭虑，几经周折，光绪八年（1882年）终于在位于吉林省城东南8公里的松花江北岸，创建了生产枪械和子弹的吉林机器局。

吉林机器局建设规模与洋务派建立的其他军事工业相比，属于中等近代企业，机构设置完整，技术水平比较先进，经费和人员也很充足。机器局分东、中、西三个部分，占地约15公顷。分工较细，中部为厂房，设有枪厂、弹厂，有厂房104间。西部为公务房，有113间；东部为"表正书院"，有26间。大小厂房以及办公用房共有227间。光绪十二年（1886年）十月又增设"江南火药局"，隶属于吉林机器局，后来又附设"营口转运局"；同时，机器局还附设"表正书院"，为机器局培养后续科技人才；机器局运营经费完全是由清政府统一拨款，经费充足，不计成本。

光绪十年（1884年）从关内调拨及招聘到机器局各厂的工匠和工人就有398人，加上委员、司事、书识等33人，合计431人。至光绪十四年（1898年）全局拥有工匠和工人总数782人，加上委员、司事、书识等共46人，人数已达到828人，机器局已经成为东北最大的近代化工厂。吉林机器局完全由国人自主经营、管理，产品保质保量，分配合理，无外国人插手其间事务，曾令洋人惊诧不已。

自光绪十二年（1886年）机器局建成后又经过多次扩建，至光绪十六年（1890年）间，吉林机器局发展较快，能够生产火炮以及各类弹药二十一种，如开斯子母、毛瑟子母、士得子母及马统、来福、洋抬等枪，还生产克虏伯、葛尔萨、子母炮等船艇等军用物资，后来又为吉林水师营制造大、小轮船以及舢板炮船、四板炮船等多种船只。吉林机器局的月生产能力为：哈乞开斯枪子弹4至12万颗，来福枪子弹4至90万粒，士得枪子弹1.8至4万颗，毛瑟枪子弹6万粒，克虏伯开花炮弹400至1700颗。不仅能够供应吉林边防军所需的全部弹药，从光绪十七年（1891年）开始，还供应黑龙江边防军所需之新式弹药以及枪炮武器的维修。

1884年英国发明了马克沁机枪，而仅隔两年之后，1886年吉林机器局已经能够仿造出马克沁机枪，而且重量更轻，更易搬运、携带。1886年，英国驻营口领事哲姆士在参观吉林机器局时，对机器局的产品大为赞赏。1893年机器局又改造出背门子母炮，可水陆兼用。可以说，吉林机器局已发展成为我国近代东北唯一的集制造、维修、技术革新等为一体的大型综合性兵工厂，对当时抵御沙俄入侵，保卫边疆起到了一定作用。

吉林机器局是清政府在东北设立的第一个近代大型军事工业。创建机器局的目的是为了强兵、御敌，机器局不仅为吉林边防军近代化提供了新式武器的保证，在抗击外来侵略的过程中也起到了重要作用。甲午战争期间，机器局为黑吉两省军队提供军火达到每年25万两的支出。

1900年沙俄侵略东北，机器局除了为黑吉两省军队提供军火，还给奉天省军队生产枪炮弹药，支持抗俄。但是，由于清王朝的腐朽，尽管有吴大澂这样的洋务派思想的人物和能造坚船利炮的机器局，却不能从根本上制止沙俄侵略的野心，也无力挽救国势的颓危。光绪二十六年 (1900年）九月二十四日，俄军劫掠机器局，将吉林机器局的"司书、工匠、护兵悉行驱出，然后将银元厂存储的银元、银条、银坯计重不下百数十万两，抢散大半，余银封存，派兵看守，枪炮及弹药全部摧毁"。二十五日，"将武库所存枪械弹药全部抛入江中。晚间又将江南火药两库轰毁"，将机器全部搬走。这座始建于光绪八年（1882年）三月，耗资近250万两白银的军火工厂，在清末仅存在了18年。

虽然吴大澂的目的没有完全达到，但是，吉林机器局成为当时吉林地区近代时期技术最先进的军事工业基地，开辟了吉林近代工业的先河。特别是"表正书院"的设立，成为完备的人才培养机构，对于掌握西方先进的技术设备，了解最先进的西方近代科技文化起到了重要作用，产生了深远影响。不仅开启了东北民众的心智，打破了东北地区由于长期封禁而造成的知识闭塞的现状，而且，吉林机器局的建设和发展，为吉林地区民族工业的形成与发展培养了大批科技人才，有力地推动了东北地区近代民族工业的发展，功不可没。