敬铭欣赏其才能，于是乞休，举荐丁宝桢接替自己成为巡抚。宝桢因镇压捻军数次被嘉奖，加太子少保。同治八年（1869年），因慈禧太后的宠臣太监安德海违制出巡，将其就地正法于济南，得名于时。宝桢颇力进洋务运动，光绪元年（1875年）成立山东机器局。光绪二年（1876年），宝桢署理四川总督，创设四川机器局。维修都江堰，改革盐法，筹划西南边防。光绪十二年四月二十一日（1886年4月21日），丁宝桢病逝于任上，享寿六十六岁。追赠太子太保，谥文诚，并在山东、四川、贵州建祠祭祀。
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