光绪二年（1876年），任飞云舰舰长，光绪三年（1877年），任威远舰舰长兼实习教官，升游击（从三品）。光绪七年（1881年），赴天津北洋水师任职，授参将，戴蓝翎。光绪十年（1884年），回船政学堂任驾驶教官。7月，中法战争，法国舰队侵驻马尾，严重威胁福建水师。吕瀚被委任统带福胜、建胜两舰，驻节建胜舰。8月23日，爆发马江海战。建胜舰中敌弹，身碎舰沉，吕瀚阵亡，年仅32岁。死后，入祀昭忠祠。