在纱厂筹建过程中，3位“通董”相当积极，反映出本地花布商人对创办纱厂持欢迎态度。但“沪董”却迟疑观望，惟恐事业失败会给自己带来很大损失，所以招股工作没有开展起来，上海方面应招集的40万两迟迟没有下文。光绪二十二年（18%年）夏，张謇在上海召集董事会议，樊芬、陈维镛知难而退，辞去董事职务。张謇只好推荐增补本地两商人为董事，仍合成“六董”之数，并把眼光从上海转向家乡，希望以本地绅商作为集资的主要依托。但“通董”毕竟财力有限，一些有钱人又不相信张謇这样一个书生能办起大工厂，都不出钱入股，故股份始终未招上多少。纯粹商办的方案由此化为泡影，张謇不得不回过头来再向封建官府寻求援助。
恰巧，上海商务局此时要贱价出卖一批“官机”。这批“官机”原是湖北南纱局向外国洋行定购的四万余枚纱锭的纺织机，货到上海以后，南纱局又不要了，所以这些机器在杨树浦江边堆放了3年。张謇得知上海商务局急于将这批机器出手，很想购买，却苦于无钱。于是他便与上海商务局协商，把“官机”折价50万两作为大生纱厂的股金。另招商股50万两，大生纱厂改为官商合办。双方很快达成了协议。这样一来，纱厂的机器有了着落，可商人们对官府办厂缺乏信任感不愿投资，50万两商股很难募齐。无奈张謇只好向这批“官机”的最初订购者、湖广总督张之洞求援，经过张之洞向两江总督刘坤一通融，将“官机”对半平分，由张謇和盛宣怀在南通、上海分办两个厂，大生纱厂因此可少筹股金25万两，同时把“官商合办”改为“绅领商办”，以有利于向商人筹集资金。
尽管“绅领商办”较易为一般商人所接受，但实际能够筹集到手的资金仍为有限。在此困境面前，又有两名董事辞职，集资重担全落在张謇身上。光绪二十三年（1897）年底，大生纱厂开始建造厂基，各种开支费用很大，张謇手头6万多两现银很快花得一干二净。他只好奔走于南京、上海、湖北等地央亲求友，筹集一些资金以解燃眉之急，加之得力助手沈燮均等苦苦撑持，才使建厂工程没有中途夭折。经历一系列坎坷之后，张謇终于在光绪二十五年（1899年）三月将机器全部装置完毕。二十九日，张謇先行祭礼，然后试机，一切运转正常。四月十四日，大生纱厂正式开车投产，张謇的苦心奋斗结出初步的果实。
投产以后，大生纱厂仍面临着很多困难。由于须不断购进棉花，资金越来越难周转。张謇再次求助于官僚、绅商，但毫无结果。请求另派殷富绅商接办，又未能得到刘坤一的许可。他还曾与上海商界巨子严信厚等接洽，打算将纱厂出租3年，但因对方所提条件过苛而未能达成协议。最后他只好决定背水一战，坚持生产，实在维持不下去就停车关厂。幸好这年夏秋之际棉纱行市一直看涨，华洋机纱已经在南通地区畅销，越来越多的织户放弃传统的土纱而改用机纱布。由于纱价一直看涨，大生纱厂卖纱所得增多，资金周转不再困难，原料供给问题也随之消失。从光绪二十一年到二十五年，大生纱厂历尽风险，总算初步站稳了脚跟。这5年里，张謇耗费心力，以百折不挠的精神和毅力顽强坚持下来，成为家乡近代工业的开拓者。
大生纱厂立足已稳后，张謇努力在经营管理上下工夫，力图使该厂成为第一流的纺织企业。他很注意汲取其他新式纱厂的管理经验，结合本厂的实际情况，亲自拟订了《厂约》。《厂约》阐明了“实业救国”的办厂宗旨，规定总理（张謇）的职责是：“通官商之情，规便益之利，去妨得之弊，酌定章程，举措董事，稽查讲退，考核功过，等差赏罚。”其下分设进货出货、厂工（工程技术）、银钱账目、杂务4个部门，各有董事、执事的管理其事。在总办理处，《厂约》对各门部董、执事的职责也作了明确规定，要求负责进货出货的董、执事住在行栈，负责厂工的董、执事住在工厂办公楼，负责银钱账目的董、执事住在总办事处。《厂约》对于执事的成绩考核和奖惩制度亦有具体叙述，还规定了当时的工资标准和利润分配原则，而且要求每位董事都要在每天下午2时集中于总办事处，具体研究工厂生产、经营、销售等各方面问题，并将讨论结果“编为厂要日记，以备存核”。从这些规定来看，张謇对大生纱厂的管理比较得法，制度比较健全，这是他能把工厂创办成功的重要因素。
由于张謇精于管理，也由于南通地区具有产棉旺、销纱多、运费省、工资廉等有利条件，大生纱厂的利润常比其他同类厂为高。赢利的不断增加，使进一步扩大生产成为可能。光绪三十年（1904年），张謇利用大生纱厂的盈余和续招新股，增加资本63万两，增加纱锭2.04万，使纱厂资本和纱锭数都比创办时翻了一番多。日俄战争爆发以后，日本棉纱在中国市场一度减少，大生纱厂的销路因此更加畅通，利润也更加丰厚。光绪三十一年（1905年），大生纱厂的纯利已达75万余两，占全部投入资本的一半以上。在生产持续发展的基础上，光绪三十三年（1907年）三月，张謇在崇明久隆镇（今启东县）办起了大生二厂，资本100万两，纱锭2.6万枚。该工厂工程建设十分顺利，很快便开工生产，并产销两旺，赢利颇多。到1913年为止，大生一、二两厂共获净利约540万两，资本总额达200万两，纱锭达6.7万枚，成为纺织行业的一个大厂，被誉为“欧战以前华资纱厂中惟一成功的厂”。
4.全面发展，形成大生产业链
庚子之变过后，清政府为了取悦列强和欺骗人民，大肆宣传将要推行“新政”，这又激起东南地区一部分帝党和维新派分子新的幻想。张謇等人颇受这一所谓“新政”的鼓舞，聚集在刘坤一和张之洞周围，真诚地为“新政”筹谋策划。张謇在应刘坤一之邀到达南京后，花了半个月时间写出《变法平议》，比较全面地阐述了自己的政治主张。从《变法平议》的内容看，它并没有提出比维新派更为新颖的东西，只不过是在戊戌变法失败两年后的老调重弹。它所拟定的整个进行步骤比较迂缓，显然是为了尽量减少守旧派的阻力。但尽管如此，《变法平议》仍是张謇思想前进的一个标志，他终于公开站在了“新党”一边。然而，这样一个比较温和的《变法平议》，不仅没有被朝廷接受，也没有被大谈变法的东南督抚所采纳。这大出张謇意料，使他看到所谓的“新政”“无大指望”，所以又一下子消沉下来，政治热情转瞬即逝。
政治上既然已无可为，张謇便重新回到“实业救国”的老路上去，继续埋头发展实业。从光绪二十七年到二十九年（1901～1903年），他的主要精力除用于巩固和发展大生纱厂外，便是投入到通海垦牧公司的创建上。
早在甲午战争期间张謇奉命办团练时，即已注意到通州、海门沿海有大片荒滩，产生开辟之念。后来他曾向官府建议设公司开垦，没能实现。光绪二十六年（1900年）秋天，由于洋纱进口减少，大生纱厂产销两旺，促使张謇迫切需要采用企业方式来解决原料基地问题。于是他想到开垦海滩荒地，种植棉花，向纱厂提供原料。他主持勘测地界、起草章程、筹集股金，并定名为通海垦牧公司。次年7月，集股已达14万元，张謇立即部署筑堤建房。这一巨大工程耗时近10年，直到宣统二年（1910年）才初告一段。这期间，张謇和公司遇到很多困难和波折。
垦牧公司所要开垦的海滩都是盐碱地，先要蓄淡，然后要种草，逐渐减少盐碱含量，方可种植棉麦。另外，还需要筑堤拦阻海潮，不使海水淹没已垦土地。这些工作都是极其繁难的。此时没有公路，张謇乘一独轮小车来往于垦地，顶风雨，冒寒暑，规划水利，招徕佃农，费尽了心力。筑堤防海潮工作尤为不易，一遇大风暴，就有前功尽弃的危险。光绪三十一年（1905年）夏，垦区的农民已陆续修成7条长堤和一部分河渠，并开垦了7000多亩土地。可是8月间突来一场大风暴，把刚刚建成的堤坝都冲毁了，牧场羊群几乎完全失散，落了个全军覆没。这场狂风巨潮把公司股东们继续投资的勇气冲掉了，他们不愿意再承担12万余两的修复费用。张謇的态度则是异常坚定，他四处奔走，积极筹划补救办法，筹款赈济垦区灾民。在他的动员和号召下，大批农民重新行动起来，陆续修复了已经毁掉的各条堤坝。又经过两三年的奋斗，堤防修复工程基本结束，一些堤内土地已招佃开垦，承佃者共1300多户、6500余人。到宣统二年（1910年），垦区已初具规模，不少斥卤瘠土变成膏腴良田。垦牧公司所在的海复镇已成为重要集镇，再不是以往荒芜人烟的草莽之地了。通海垦牧公司的成功，带动了其他商人，又有一些垦牧公司闻风而起，争相向荒原进军。
通海垦牧公司的建成，对张謇来说颇富象征意义，它标志着张謇的企业活动跨入一个新阶段，即从工业扩展到农业。
在建设通海垦牧公司的同时，张謇也极力扩大自己的经营范围，把触角伸向近代商业的很多方面。从光绪二十七年到三十三年（1901～1907年），他先后创立了19个企业单位，除通海垦牧公司外，还有同仁泰盐业公司、广生油厂、大兴面厂、阜生蚕桑公司、翰墨林印书局、资生铁厂、资生冶厂、颐生罐诘（罐头）公司、颐生酿造公司、大达内河小轮公司、通州（天生港）大达轮步公司、外江三轮公司、泽生水利公司、大隆皂厂、懋生房地产公司、染织考工所、大中通运公司、船闸公司等。这些企业大都以大生纱厂为核心，直接或间接地为大生纱厂服务，或凭借大生纱厂以获取利润。通海垦牧公司是大生纱厂的原料基地；广生油厂利用纱厂轧花的棉籽榨油自用；大隆皂厂又利用广生油厂的下脚料制造皂烛；大兴面厂利用纱厂修的剩余动力磨粉，供纱厂工人食用和浆纱。资生铁厂则专为纱厂配机件而设；泽生水利公司、大中通运公司、大达轮步公司、外江三轮公司、船闸公司主要是为纱厂解决运输问题；染织考工所实为纱厂向纺、织、染全能发展的研究和实验室；懋生房地产公司则是实地造屋，为纱厂及其他厂职工提供宿舍并收取房租的机构。这样，围绕大生纱厂，已形成庞大的大生资本集团，使南通地区出现了有一定规模的近代化工商业，极大地促进了这里经济的革新与发展。
张謇在短短五六年里分散资金投入这么多企业，自然超过了大生纱厂的合理负荷，故引起纱厂许多股东特别是一些大股东的不满。在他们的要求下，大生纱厂于光绪三十三年（1907年）夏召开了第一届股东会，会上正式决定把上述19个企业单位合并，另行组成通海实业总公司，以与大生纱厂划清资金往来关系。总公司的总理仍由张謇担任，大生纱厂的股东和董事也就是总公司的股东和董事。这个实业总公司除了统一掌管19个企业单位与大生纱厂往来的财务以外，没有其他具体的管理机构与业务经营，所以张謇并未受到什么约束，仍能凭借自己的威望并按照自己意志决定大政方针。
通海实业总公司所属各企业单位的营业状况盈亏不一。光绪三十四年（1908年），大隆电厂、颐生罐诘公司、大兴面厂由于亏损过多被迫停业。不久，通海垦牧公司与同仁泰盐业公司又划出通海实业总公司范围，所以总公司直接管辖的企业单位只剩下14个。不过在这之后，张謇又陆续投资创办银行、航运、堆栈等十余个企业单位。宣统三年（1911年）以前，张謇在外地参加投资创办的企业单位也为数不少，如上海大生轮船公司、镇江大照电灯厂、镇江开成笔铅厂、吴淞江浙渔业公司、海州海赣垦牧公司、海州赣丰饼油公司、徐州耀徐玻璃厂、景德镇江西瓷业公司、苏省铁路公司等等，活动范围相当广泛。