唐文治29岁那年，中日甲午战争爆发，清军大败，日军侵占了旅顺、大连等地，他义愤填膺地上奏《请挽大局以维国运》折，指出“方今中国之积弱，非一朝一夕之故，苟非举宿昔之弊一切扫除而更张之，则万不足以固本而御外患。”向清朝当局提出了发愤图强、励志改革的8条主张，包括“正人心”、“严赏罚”、“破资格”，消除用人腐败；学习近代科学技术，改革科举制度；学习掌握新的军事学和新式武器，革除武科试弓矢刀石之旧制等。此举甚为翁同稣激赏，所上奏折被称为“万言疏”。1895年，清政府签订了丧权辱国的《马关条约》，无锡、太仓应试举人向朝廷集体上书，反对卖国和约，所奏《上察院呈》折的起草者就是唐文治。这两项奏折，比历史上著名的“公车上书”还早，但却鲜为后人所知。
1898年，康有为、梁启超等人掀起的维新变法运动(或称戊戌变法)得到了清廷军机大臣翁同稣等人的支持。同年2——3月间，唐文治也呈奏《谨殚血诚以维国脉》折和代拟《谨陈管见以固人心》折，主张“仿欧洲各国之例，集思广益，折中舆论”，并极力反对贪污和专制。在举国上下强大的舆论推动下，6月11日，光绪皇帝颁布《明定国是》诏书，宣布变法自强，推行新政。9月21日，以慈禧太后为首的顽固派操纵军政实权，发动政变，幽禁光绪，杀害谭嗣同等六人，百日维新失败。支持维新变法的翁同稣也因此被革职回乡。唐文治不怕受牵连，亲自到正阳门车站为翁先生送行，并“黯然而别”。
此后，在外务部供职期间，葡萄牙向我国提出增加租借地的要求，唐文治坚持予以拒绝，从而挫败了葡萄牙的图谋，维护了民族尊严和国家利益。他在商部和农工商部供职期间，极力主张改革政治，学习西方国家工业科技文明，并积极主张扶植私营工商业的发展，以培植国家元气。此间，他还在北京设立高等商业学堂、勘矿总公司等，呈奏《请设立商会》折，说服慈禧太后在北京、上海等地设立了总商会，使商人有了保护自己权益的组织，并批准在上海设立商务印书馆、科学仪器馆等文化科学机构。
唐文治还极力主张自力更生兴建铁路，由他拟定的商办铁路政策中，把利用华商侨商的财力作为建筑铁路的资金。从此以后，商办铁路在全国各地纷纷兴起，从而一举打破了中国建筑铁路一向依靠外债的格局。但是，后来，清政府邮传部接管了铁路，非但不支持商办铁路，还为迎合帝国主义的侵略意图，竟将各省商办铁路通通收归“国有”，准备把全国的铁路主权拍卖给帝国主义，因而引起了各省大规模的保路风潮，成为辛亥革命的爆发点。
唐文治为官清廉、严于律己，安于清贫，多次严厉拒绝了一些官商的赠金。1904年，他任商部右丞相时，有人送他二百两白银以谋求职位，被他当即掷还；次年，广东一商人赠他白银两千两，也被他坚决退掉。
1902年5月，英王将在伦敦加冕，唐文治奉命随行使节前往英国庆贺，并应邀访问了比利时、法国、美国、日本等国，“经途八万里，为时七旬。滂滂地圆，随日以行，左旋一周，极西极东”，这在当时是一桩具有开先河意义的盛大外事活动。此行的所见所闻，特别是亲眼目睹西方国家的强盛发达，给唐文治以很大的冲击与触动，忧国忧民之心油然而生，深感中国必须卧薪尝胆，奋发自强，奋起直追，才能立足于世界。回国后，他将沿途见闻汇集撰写了一部《英轺日记》，共12卷，并于1903年2月交由上海文明书局印制发行，此书给人耳目一新的感觉，使国人大开眼界。
尽管唐文治抱着为官一任、造福百姓的满腔爱国热忱，但当时正处清代末年，朝廷腐败没落，他感到个人的才华难以施展，也很难再有什么更大的作为，于是便在41岁那年毅然离开了官场。至此，走上了他实施教育救国的人生之路。
1907年，唐文治应邀出任了南洋公学监督(即校长)。他用全部的精力、全新的教育思路投入办学的实践，在校内开设铁路专科、电机专科，后来又增设了商船驾驶科、铁路管理科，并开办机械、电机等附属工厂，专供学生实习试验，奠定了交通大学日后作为工科大学的基础。这些在交大校史乃至中国教育史上，都是首创。他还广泛聘请中外名师来校任教，加强学术交流，传播先进科学技术和理念，并积极派遣毕业生出国留学，直接学习研究西方发达的科学技术。1911年辛亥革命后，南洋公学改名南洋大学，以后又改名上海工业专门学校，1921年改名交通大学。这期间不管学校名称如何变化，唐文治始终担任该校校长，前后共有14年之久，成为解放前在交通大学任期最长、建树最多的校长。他把一所设备简陋的普通工业专科学校，办成了一所德智体并重、中外基础课并重、工科文科与管理学科并重的工科大学，教学水平得到了长足的发展。成为一所奋起直追世界先进水平的国内一流名牌高等学府。P6-8
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