唐廷樞接手後做的第一件事就是招商入股。他大膽引進股份制，向全世界的華商招募資金，折合股份，每一百股推選一名董事，再從董事會中推選總裁（稱為商總）。企業的運營權由商總執行，董事則參與管理。唐廷樞自己入股10萬兩，並把掛在洋行旗下，但實際歸唐廷樞自己所有的輪船歸入招商局一起經營。唐廷樞此舉是向業界表明他本人對招商局的信心，所以招商局的投資活動在社會上引起了普遍的反響。這大約是中國曆史上第一場大規模的國有企業改組。
他邀請同鄉、另一位有名的買辦商人徐潤入局。徐潤前後兩期認股48萬兩，成為招商局的會辦。憑借唐、徐的威望，民間商人們踴躍入股。而唐廷樞和徐潤一經接手招商局，就立刻將資本擴大為100萬兩。招商局的"招商"二字這才實至名歸，成為中國第一家具有明顯的股份制性質的商辦企業。這個時期也是招商局商辦色彩最明顯的時期。
體制甫定，唐廷樞大刀闊斧地打開局面。這些措施包括：對招商局進行全面改組，大減冗員，並招聘了一批在外國洋行任職的中國買辦，參與管理；用多種方式引進西方的先進輪船及設備，建立起一支具有相當規模的商業船隊；雇傭外國船主和技術人員，同時培養自己的技術人才。
唐、徐二人的"西法經營"頗有成效。而他們與洋行商戰的夢想也成為現實。招商局與當時壟斷中國航運事業的太古、怡和、旗昌等洋行進行了激烈的競爭。招商局享有政府的優惠政策，加上國人出于民族自豪感紛紛改乘本國船只，洋行陷入了價格戰的不利境地，而招商局成為第一家敢與外資抗衡並贏得勝利的中國企業。外商的評價是："中國船隊管理有力，指揮精明"，並對唐廷樞傑出的經營才能用不甘而無奈的口吻表示贊揚："（他）在東方一家第一流的外國公司（怡和洋行）任職時，獲得了豐富而廣闊的經驗，他正在運用這個經驗去損傷這些外國公司。"而唐廷樞自己則說："樞、潤不慮資本之未充，亦不慮洋商之放價，惟盼各幫聯合，共襄大局，使各口轉運之利，盡歸中土，……此事固創千古未有之局，亦為萬世可行之利。"大有揚眉吐氣之感。
幾年後，招商局的業務突飛猛進，擁有最多船只的美國旗昌洋行輪船公司也不得不把全部輪船、碼頭、資產賣給了招商局。到了1883年，招商局的資產已從開辦時的20萬兩增加到200萬兩，成為中國最大的輪船企業，屬下的輪船也由最早的3艘增加到三十幾艘，並在菲律賓、泰國設立分局，其航運業務范圍遠至英國、日本、新加坡、夏威夷。在唐廷樞任總辦的十一年間，招商局平均每年的運輸收入近200萬兩，以噸位計算的年產值水平甚至高于外商公司。