守新城，为大沽后路，后徙防山海关。光绪九年（1883年），李鸿章荐其优智略，实授定镇总兵。光绪十五年（1889年），擢直隶提督。光绪十七年（1891年），率军讨伐热河金丹道教匪，平建昌，连克榆林、沈家窝馆、贝子庙，释下长皋围，进攻乌丹城，杀李国珍，获赏黄马褂、世职。光绪二十年（1894年），朝鲜爆发东学党之乱，朝鲜政府向清政府请求援军，李鸿章令叶志超选练军1500人，率太原总兵聂士成顿牙山。叶志超迟留不进，被李鸿章所责，只得出发。而日军已据王京要隘，牙山兵甚单，驻朝商务委员袁世凯数约叶志超电请北洋发战舰