周学熙对新政的最大贡献，还是在发展实业上面。其侔侔大者，首在创办直隶工艺总局。1903年chūn，袁世凯派周学熙赴日考察工商币制三个月，周回国后即建议创办直隶工艺总局，作为全省兴办实业的总机关，该局“以提倡维持全省之工艺为宗旨”，“以诱掖奖劝全省绅民勃兴工业思想为应尽义务”，“以全省工业普兴，人人有自立之技能为目的。”8月，袁任命他为总办，周就任总办后，亲手制订局规，整饬员司“尚勤、尚实、尚公、尚廉”，表示要把“凡旧日官场痼习、繁文缛节、欺饰敷衍，一律严革尽净32。”袁之所以将兴办实业的全部大权jiāo于其手的另一重要原因，在于周与他兴办实业的思想一致。袁世凯操持新政的方针是：“凡创办一切新政，不过由官为之模范，任其提倡鼓舞之责，要(点)在民间风气渐开，始可普兴大利33。”也就是说，官方在办实业上不能越俎代包，只能起带头示范作用，提倡宣传，转移风气。周学熙所见略同，并将此方针贯彻于实业开发当中，多采用官督商办，或民办官助的方式进行;而且把开通观念，作育人材贯穿于兴办实业的全过程中。如办厂的同时兴学，如实习工厂、劝业铁厂、高等工业学堂等等。又如组织游学，袁、周认为振兴实业应先从开通民智入手，而民智不开实因官智不开，所以周呈请袁世凯批准，组织未赴任的实缺州县官员，上任前先公费赴日考察游历三个月，以开拓眼界(回来均须jiāo上心得日记)。再如为实行劝业兴商，周开办工商研究所、工商演说会、天津劝工展览馆并组织工艺师下乡劝导地方发展实业。最后为推广、开拓产品销路，周还创设了天津工业售品所、天津劝工展览会等设施。新政期间，周学熙自己带头集资募股创办的大型企业就有启新洋灰公司、滦州矿务公司二家，以后民国时期又创办了华新纺织公司、中国实业银行、耀华机器制造公司、玻璃公司等等，成为中国北方最大的官僚资本集团。
中国自古以农立国，工商业均不发达，因而民间极端缺乏兴办实业的资本。李鸿章搞洋务，一开始只能走官督商办的路子，就是这个原因;袁世凯、周学熙自然不能例外。为了筹集办实业的资金，周学熙首先采用了盘活官库资金，将天津官银号银行化的方法。天津官银号设于1902年8月，是将各种征收上来的税金拨用前暂时收存的官库，周学熙为官银号督办。周学熙认为，“金融机关之与实业发展，实大有密切之关系，盖必先有健全之金融，而后能有奋兴之实业。此全在主持运营者，善于利用及维护之而已。开发生计，以致富qiáng，固非甚难之事也34。”他的做法是首先将库款转为存款，月息五厘，半年以上，格外增息六毫;如此，官银可以以钱生钱，办实业则获得了难得的起步资金，一举两得。此外，他运用自己掌管银元局和长芦盐运使司的职权，每年把银元局七八十万的余利中的四十万、盐运使司盐斤加价收入中的八十万挹注于官银号作为资本金。有了这笔本钱，从1904年chūn起，官银号开始印发纸钞，在社会上流通，继之又发行银两、银元、铜元三种纸票在市面上流通，纸币银票取代硬通货，表明了银行信用的建立，不仅稳定了金融，而且可以吸引存款用于实业所需的投资。在取得社会信用之后，官银号自1905年起开始招揽吸收社会存款，办理多种储蓄存款业务。由此，官银号财力日丰，截至1910年9月，官银号改组为直隶银行时，除拥有一百零二万元的资本金外，还有一百八十二万余元的存款，三百一十二万余元的贷款，二十三万元的现金，八万多元的其他资产，七十多万元的有价证券。由于资本雄厚，又有官方信用，天津重要的钱庄票号无不受其控制。
有了金融资本的支持，周学熙等开始北洋实业的投资活动，并以官银号作为债权债务的中介信用机构。如1906年从英国人手中收回唐山细绵土厂后，周看到国内正值铁路、港湾和公私民用建筑所需水泥巨增时期，是投资的大好机会，遂于自己主管的官银号和淮军银钱所中各拨五十万元，作为固定和流动资本投资注入启新洋灰公司，年息五厘，十年本息还清;结果获利巨大，只用了七个月就归还了官银号的贷款。为了及时把握住投资机会，对好的投资项目，周学熙均采用官银号先行低息垫付投资，而后一两年内，由民间募齐股金后还贷的方式运作资金，及时将金融资本转化为工商业资本，形成了一种“官商联资体制”，对北洋实业的兴办发展起了很大的推动作用。
由于周学熙的努力，“直隶工艺总局自成立后，到1907年袁世凯离任时止，计创办者有：高等工业学堂(初名工业学堂)、教育品制造所、劝工陈列所(原名考工厂)、实习工厂、劝业铁工厂、种植园、造纸厂、劝业会场、北京第一、第二小学堂、工厂附设夜课所、仪器讲演会、工商研究所、工商讲演会、工业售品总分所及销售处、津益拍卖处;助办者有：初等工业学堂、织染缝纫公司、造胰(即肥皂)公司、牙粉公司、玻璃厂;提倡者有：艺德学堂两处、织布工厂八处、木工工厂两处、造胰工厂一处。又本省府厅州县工艺各局开设六十五处，须由总局传习指导，深入民间35。”
在大力发展工商业的同时，袁世凯也十分注重农业的开发。在天津收回之前，袁于1902年在保定设立农务局，总司全省农业，袁还要农务局派员赴日本考察农业和蚕业，并在农务局下面附设了农事试验场，购买农业机械，聘请日本农学专家为指导;农务局还附设有农业大学堂和农业传习所，“专课蚕桑、森林，并讲授农政、农学要旨，以为兴办农会之预备。”1907年，农务局联合官绅成立了直隶农务总会，“志在联络官绅，讲求农务，使农产日形发达，以收裕国富民之效36。”截至1908年，该会编印发行《栽桑捷法》四千册、《养蚕捷法》三千册，翻译国外农学教科书十三种，所编《农话报》月销量达二千二百份。37
北洋大办实业如此成功，既要归功于周学熙等人的努力，也离不开袁世凯对他们的信任和放手使用。所以领导人光知道人才重要不行，光爱惜人才也不行，更重要的在于知道如何放手使用，使人才得以施展其所长。袁世凯在这方面无疑是高手，他之任用严修、周学熙就是明证。
北洋新政的第三个突出方面在于军制的改革上面。即改传统的募兵制为现代的征兵制，并将军制统一，把直隶杂乱的兵制统一为北洋常备军。在袁世凯的改革之前，清廷一直实行募兵制，在这种军制下，当兵并非社会义务，而是为了“吃粮”，成为社会无业人员和无法依靠土地谋生的农民的一种谋生手段，其军事素质和战斗能力可想而知。北洋新政期间担任袁世凯军事顾问的日本军官坂西利八郎曾在中国呆了二十五年，讲一口流利的中文，是个中国通，他对晚清民初的中国士兵是这样评述的：
中国士兵的军饷普通是一个月六元钱，其中扣除伙食后也就仅能拿到一元或不到一元钱。有时还到不了这个数。作战时说是给增加军饷，但不仅增加不了，甚至连原来的饷也发不了。这样，当兵的慢慢也就学乖了。中国当兵的把军饷叫作“卖命钱”，士兵们经常是互相谈论着，“喂!你今天领到多少卖命钱?”“我们只拿到两毛钱!”到了战场上乒乓地放上两枪，“够上两毛钱啦!”大家就开始往回跑。这种情况到处都有。……战争对士兵来说一无所得，为这个战死太不值得，要是能得到五毛钱或一块钱才好。但轻易捞不到一块钱，也就是三五毛钱，那就只好给多少钱打多少钱的仗。38