道光二十一年（1841），魏源赴鎮江，與被清廷遣戍伊犁的林則徐相會，從後者那兒得到《四洲誌》和大量珍貴的圖表資料，並且遵從林則徐的囑托，開始編撰一部長達百卷、務出己意的《海國圖誌》。此書是中國近代首部較為完備的世界地理書籍，其宏大的篇幅還涉及到世界歷史、政治、經濟、科學、文化、曆法、風俗、宗教等眾多門類，堪稱一部集大成的百科全書。魏源在《海國圖誌》的序言中闡明了他編纂此書的意圖和目的：“是書何以作？為以夷攻夷而作，為以夷款夷而作，為師夷長技以制夷而作。”他可不想玩什麼炫人眼目的虛招，他編纂此書是要促使國人睜眼看世界，“悉其情節，知其控馭”。《海國圖誌》確實令數千年拘束於此土此域夜郎自大故步自封的中國人飽飽地開了一回眼界，這種類似於醍醐灌頂的直輸式的啟蒙對於久患自閉癥的國人無疑具有振聾發聵蕩心滌肺的作用。英、法、美、德、俄、意、西、葡、荷、比、日的國情如何？讀了這本書，中國人至少可以增長一點知己知彼的理性認識。其中，魏源對美國民主制度的稱贊可謂不吝其詞，更見出作者取法乎上的政治眼光。他的“師夷長技以制夷”的先進思想即在此書中首次脫穎而出，一鳴驚人。數十年後，梁啟超仍然極口稱贊《海國圖誌》為“不龜手之藥”，肯定它“實支配百年來之人心，直至今日，猶未脫離凈盡，則其在歷史上關係，不得謂細也。……中國士大夫之稍有世界地理知識，實自此始”。

《海國圖誌》直接影響了中國的洋務派、早期維新派和戊戌維新派，是他們奉為圭臬的教科書。這部皇皇大著很快就流播扶桑，日本明治時期的政治改革家吉田松蔭、橫井小楠等人從中所得的借鑒甚至比中國政治家還要多。說是墻內開花墻外香，也並不為錯。在《翻刊海國圖誌序》中，日本鹽谷世弘甚至為懷才不遇的魏源抱屈含恨，為有眼無珠不識國之重寶的清道光皇帝、咸豐皇帝感到悲哀：“嗚呼！忠智之士，憂國著書，其君不用，反而資之他邦，吾固不獨為默深悲，抑且為清主悲也夫！”

魏源勤於撰述，著作等身，一生共編書著書二十餘種，其中《海國圖誌》和《聖武記》影響至為深遠，它們是那個時代中華愛國者強烈要求變革的先聲，由於外患日亟，清政府過於腐敗無能，好一陣頭痛治頭、腳痛治腳的折騰之後，終於以沈淪慘敗而收場。魏源的藥方夠好，無奈清王朝已病入膏肓，無藥可救。

晚清的大臣，深懼瓜分豆剖之禍的，無不大談洋務。曾國藩主張“師夷智以造船炮”，首建江南制造廠，發展軍事工業。左宗棠也不是榆木腦袋，他點醒那些死抱“天朝中心論”，依然執迷不悟的天朝士紳，“泰西巧而中國不能安於拙也，泰西有而中國不能傲以無也”。張之洞則根據現實和國情，倡言“中學為體，西學為用”，這一提法較能彌縫新舊兩派的人心，因而成為後期洋務派最響亮的口號。他的《勸學篇》中還有激人奮發的“五知”，時至今日，其積極意義仍未完全消失。“五知”是：

一、知恥——恥不如日本……

二、知懼——懼為印度、懼為埃及……

三、知變——不變其習，不能變法……

四、知要——西藝非要，西政為要……

五、知本——在海外不忘國，見異俗不忘親，多智巧不忘聖……

這“五知”中，最具有警醒意義的是第四條“知要”。西藝即西方的科學技術，固然要學習，但更值得借鑒的是西方的民主政治，這才是根本。若僅學西藝，而忽略西政，知其強而不知其所以強，便是舍本逐末。以民怨沸騰的專制之國與人盡其才的民主之邦戰，未有不一敗塗地的。