左宗棠并沒有僅僅把其在西北的洋務事業局限在發展軍用工業上，而是因地制宜地向民用工業拓展。蘭州制造局總辦賴長，在蘭州制造局“以己意新造水機，試造洋絨”成功，并向左宗棠建議“購辦織呢織布火機全副到蘭仿制”。賴長于1877年用自己設計制造的水輪機，用甘肅出產的羊毛，試織成一段呢片，還試織了一種絨緞。左宗棠看到后，認為“竟與洋絨相似，質薄而細，甚耐穿著，較之本地所織褐子，美觀多矣”。賴長打算購辦外洋織呢機器到蘭州紡制絨呢，“為邊方開此一利”。這個打算得到了左宗棠的支持，并隨即寫信給上海米運局補運道胡雪巖，附賴長所畫的機器圖樣，請他訪購織呢織布機器全套。左宗棠把織呢與機器掘井、開河一同看做利民實政。他之所以要在蘭州設立織呢廠，是因為：其一，蘭州為羊毛、駝毛產地，原料充足，設廠利用可以致富；在交通極不便利的西北地區，成品運出比之原料運出，要便利得多。至于機器運轉動力所需的煤炭問題，左宗棠認為不難解決。其二，銷路可以流暢。他說：“以中華所產羊毛，就中華織成呢片，普銷內地，甘人自享其利。”而且蘭州織呢辦成功，還可“由關內而及新疆”，加以推廣。可見，左宗棠創辦蘭州織呢局的動機首先是著眼于國計民生。生產為了銷售，遠銷于內地各省，由阜民而裕國。其次，是為抵制外貨，收回和維護中國的利權。蘭州織呢局具有鮮明的資本主義性質和民族特色。對此，上海英文周刊報《大清國》一名通訊員到蘭州進行實地觀察后，也不能不承認，甘肅“地方官吏利用本國資源，代替向外人購買毛織品，這可以說是一種愛國觀念”。
光緒四年（1878年），左宗棠上奏清廷，在蘭州請設甘肅織呢總局。經清廷批準后，胡雪巖便請求上海德商泰來洋行承辦購機事宜。泰來洋行經理嗲哩吧征得德國駐華公使巴蘭德的同意后，在德國購買機器，招雇工匠，聘請技師。聘用的德國技師、總監工和翻譯，有石德洛末、李德、滿德、福克、白翁肯思泰和衛宜格等13人。
甘肅織呢局廠址選在蘭州通遠門外前路后營址，今暢家巷內。廠房230余間，分東廠、中廠和西廠三個部分，并附設機器檢修所，另掘有水井，以供漂白用水。左宗棠對廠房修建，要求“只取堅實，不在美觀，是為至要”。他說，賴長以舊房改造作為織呢局，“既免另購民基，又可就營地做堡”，“既有圍垣，余屋可陸續添蓋”，“蓋造房屋，總以暫時能容納機器，并夠匠夫住址為準，如果試辦有成，將來自可推廣”。他甚至認為：“洋匠所議丈尺前后懸殊，是所稱不能再減分毫，亦難信為定論。”這種因陋就簡、逐步擴充的精神，對企業基建雖是重要的，但不尊重工匠和機器對廠房的要求，就有點自以為是了。
1878年底，所聘雇的德國織呢制造家石德洛末、建筑師安克“將需用的機器載運來華”。
光緒五年初（1879年），左宗棠在《上總理衙門書》中，談到購機辦呢廠時說：“胡道購織呢織布機現可到蘭州，須數年后始睹其利。擬先內地而后關外，與棉同規久遠，未知能否有成？”可見，左宗棠對織呢局的前景持謹慎樂觀態度。
胡雪巖從德國泰來洋行購買的各種機器共60多架，計有24匹馬力、32匹馬力的蒸汽機各1架，織機20架，分毛機、順毛機、壓呢機、刮絨機各3架，洗呢機、剔呢機各2架，凈毛機、剪線坯、烘線熱氣玻璃罩、纏經線機、烘呢機、綜刷機、熨呢機、卷呢機、刷呢機各1架，紡錠1080個。這些機器運到上海后，由招商局輪船運到漢口，再通過陸路、水路，用多種方式運到蘭州。由于陸運大多是用馬車拉的，有的大機器馬車放不下，乃將機器拆散，分裝為4000箱，先后運到西安，再從西安西行運到蘭州。斷斷續續地于1880年5月最后一批機器運達目的地，歷時約一年之久。路上的運輸是極為艱難的，所謂“逢山開路、遇水搭橋”是常有的事。上海英文周刊報《大清國》報了運送機器設備的艱難情景：
機器系裝在一條貨船上，由招商局的輪船在1879年運到漢口。在漢口又將這些機器用民船水運，又由人們背運（拉運）到蘭州府。有些機器非常重，而且難運，所以鍋爐得拆散了一塊塊地運。山路有時得開鑿了然后才能把大件的機器搬運過去。
由此可見當初創業的艱難。在當時的歷史條件下，在邊遠地區創辦這樣的近代企業，如果沒有像左宗棠這樣權威人物的倡導和他那樣辦企業的毅力，企業要辦成是難以想象的。
織呢局經過籌劃、營建廠房和五個月的組裝，于1880年9月16日正式開工生產。廠中雇了13個德國人，其中有兩人任翻譯，石德洛末任洋總辦，李德和滿德任總監工。聘雇外國技師的目的是為中國培養近代機器工業的技術人才。左宗棠指示賴長挑選幼年兵丁入局學習，“今日之學徒，皆異時師匠之選，將來一個傳十，十人傳百，由關內而及新疆”。織呢局的創辦經費和投產后的日常經費全部由官籌給。其創辦經費近31萬兩，日常經費從開工到1883年停工，粗略推算當不少于20萬～30萬兩，共計60萬兩左右。可見，蘭州織呢局屬于官辦的民族性較強的近代資本主義企業。
甘肅織呢局一開工，就引起了外國人的極大注意。《申報》在1881年5月末評論說：“左侯創設此舉本屬極好，機器亦系上等之物，奈羊毛及絨均未能精美。緣所延西人言語不通，雖有通事亦不可深恃，以至有此美舉而仍無佳貨，殊為可惜云。按蘭州設立織呢局，事屬創舉，原難步武泰西。然茍能認真辦理，精益求精，當必有蒸蒸日上之勢耳！”但是，甘肅織呢局存在著嚴重問題。
一是原料問題。左宗棠籌建織呢局時認為，“此間羊毛、駝絨均易購取”，原料供應不成問題。可甘肅養羊業原來雖較發達，但因連年戰亂受到破壞，沒有得到恢復，造成織呢“得不到充足數量的原料”。而且，這些羊毛的質量也差，“很粗很雜，弄得每天雇四十個人挑揀羊毛，每天只能揀兩磅”，“一百斤羊毛中，只有十斤能織上等呢，二十斤能織次等呢，五十斤只能織氈子和床毯，剩余的二十斤完全無用，全是雜毛和垃圾”。這樣低劣的羊毛，自然“紡不出好絨線，絨線既然壞，就織不出能稱做呢布的東西。即使是織氈子，原料也粗”。
二是水源問題。織呢生產過程中清洗和漂染，均需充足而成分較純的水。可是，織呢局“水源不足，能找到一點水也含著鹼（jiǎn）（堿的異體字），使得漂染很困難，結果是呢布的顏色黯淡。因為水源缺乏，全部機器每天只能織成十匹呢布，每疋（pǐ）（即匹）長十八碼，如果水源充足，無疑地可以多織很多”。
三是織呢局因官辦，存在著嚴重的封建性，“缺乏良好的管理”。外國技師因翻譯人員能力差，“教導工作很困難”，“織呢局還安置了一大堆冗員，干領薪俸，絲毫沒有學習使用機器的愿望”。甚至像缺乏水源那樣重大的問題，“負責的官員們對此則漠不關心”，“局中開支亦繁”。要解決這些問題，《申報》認為：“設能將此局歸作商辦，涓滴無遺，安見必無起色也？”
四是市場銷售問題。甘肅織呢局產品，除一部分供軍用外，還有一部分供應市場。織呢局因原料、水源和生產管理，以及交通運輸等問題，產品質量低、成本高、價格昂貴，在市場上缺乏競爭能力。當時，《大清國》報就說，織呢局的產品，“在品質上和價格上，都比不上外國的呢布，因為把廠中產品運到各通商口岸，就比從歐美輸入呢布要貴多了”。同時，甘肅本來就地瘠民貧，加上戰亂影響，購買力低，何況“彼處之人均尚棉布，而呢不甚銷；販至他省，又以運費較貴，似不合算”。因此，織呢局因“織成的呢絨品質很壞，幾乎完全不能出售”，“產品沒有銷售市場”。
光緒九年九月（1883年10月），織呢局因鍋爐破裂無法修理，而被迫停工。光緒十年四月（次年5月），譚鐘麟奏請將織呢局正式裁撤停辦。這時，左宗棠在南京任兩江總督，寫信給譚鐘麟說：“甘省呢毯苦無銷路，金陵為各省通商之區，招商集股，開辦織呢，易于集事，采辦各項亦便”，故讓賴長“率同藝徒，將局用機器運赴江南”。這不僅是為了挽救甘肅織呢局，而且要在此基礎上，招商集股，將原來官辦的這個近代毛紡廠發展成為商辦的資本主義毛紡廠。但是，左宗棠的這個計劃沒有實現，因而，這個我國第一個近代毛紡織廠開工三年，就被迫停辦。
究其原因，除了產品質量低和銷路差以外，還反映了織呢局的生產管理和在技術人員的培養上，特別是對機器的保養與維修方面，存在嚴重問題。這些問題的存在，雖有多方面原因，但若將甘肅織呢局與福州船政局相比較，就會發現甘肅織呢局的籌辦，不如福州船政局那樣全面、周詳、穩妥。因而，陳熾就說：“因創辦之時，本未通盤籌劃故耳！”左宗棠對此雖有一定責任，但因此時正忙于籌謀收回伊犁，加上年老體衰，因而無暇、無力為織呢局深思熟慮。
即使如此，左宗棠對甘肅織呢局仍盡了他的智慧和努力。他在離開西北到北京后，還對這個企業寄予希望：“十年業履，至今猶魂夢不忘！”甘肅織呢局因鍋爐破裂停辦，但它為隨后中國的紡織業，特別是甘肅的毛紡業的發展產生了深遠的影響。1943年，有人去甘肅織呢局舊址參觀，“見廠前門楣，還標著甘肅織呢總局赤底金字”，“似是文襄公手筆”，反映了后人對左宗棠創辦甘肅織呢局的懷念。
甘肅織呢局是左宗棠從事洋務運動由軍用工業向民用企業發展的重要標志，更是近代中國最先創辦的機器毛紡織業，是毛紡織業近代化的開端。由于甘肅織呢局是官辦企業，經費由西征協餉開支，陜甘總督委派總辦，生產民用呢絨，故其應是國有資本性質的民用近代毛紡織企業，而且是中國第一個近代國有資本性質的毛紡織企業。