国后，周寿臣被安排到天津轮船招商局中工作，职位为副帮办。他上任后提出多项改善建议，深得当时总督盛宣怀的器重。列强在八国联军之役中，严重毁坏津局财产，周寿臣决定根据国际法向美国追讨。就是由于周寿臣积极进取、全力以赴的作风，最终于1903年获得提拔，出任关内外铁路总办，官至二品。周寿臣亦协助筹办铁路学堂，以培训国内铁路专才。后来在1909年调任「奉锦山海关兵备道兼山海关监督」，负责管理于英法联军之役后开埠的牛庄（今营口），直至满清灭亡。
辞官归港.辛亥革命于1911年爆发后不久，袁世凯