法联军在海光寺设南营，并将天津知府石赞清扣押在海光寺内，是为海光寺首次被外国侵略军占领。咸丰十一年（1861年），英法联军从海光寺撤军。清政府委任直隶总督崇厚在海光寺创办天津机器局，把从国外购置的蒸汽机、化铁炉和车床等设备安装在海光寺佛殿东跨院的厂房里。光绪十二年(1886年5月)，醇亲王奕譞奉慈禧懿旨巡视天津海光寺。因此，海光寺殿内在其来访之前进行了一次粉刷装饰。清光绪二十四年（1898年），日本驻天津领事郑永昌和天津海关道李珉琛及其天津道任之骅签定《天津日本租界条款》和《另立文凭》，将海光寺划入天津日租