清朝的直隸(轄區約略相當今北京市、天津市、河北省及河南、山東兩省部分地區)，其地域拱衛京師，政治地理因素非常重要，故爲清廷所特別重視，在疆吏的心目中也被格外看重，有“直隸爲各省領袖”之說。晚清時期，除了直隸和幅員遼闊的四川是一省特設一總督，其餘都是兩省或三省合設一總督。
從晚清直隸總督的任用情況看，不算短時護理、署理而未發揮多少作用者，實際履職施政且有一定影響的大員，依次有琦善、訥爾經額、桂良、譚廷襄、慶祺、恆福、文煜、劉長佑、曾國藩、李鴻章、榮祿、袁世凱、陳夔龍等16人。在劉長佑以前的7人中，除譚廷襄之外，其餘都是滿、蒙貴族(慶祺、恆福爲蒙古族，其他四人爲滿族)。這絕非偶然，應該說與清廷的民族偏見和統治策略密切相關，可以揣摩其中的隱意：直隸的主政者如同皇家的“守門人”，從滿、蒙親貴中選擇才最爲可靠。不過，此事終究是不以當權者的意志爲轉移的，客觀形勢的變化，特別是清朝統治階級內部派系力量的消長格局，是更重要的制約因素。其中最具影響力的事情，就是清末在鎮壓反清起義的過程中，清朝陣營內部湘、淮系軍政集團勢力崛起。兩大軍政集團的要員紛紛出任督撫，成爲當時清朝政治權力再分配格局中的醒目現象。
就膺任直隸總督而言，湘、淮集團中最早者是湘系要員劉長佑。他儘管不是曾國藩所部湘軍的最嫡系將領出身，但屬湘系“元老級”人物之一，並是較早躋身封疆大吏者。他於咸豐十年(1860)被授職廣西巡撫，比曾國藩首次出任疆吏的時間還略早些。同治初年，直隸總督文煜不能有效鎮壓近畿的反清起事，劉長佑從兩廣總督任上被移調直隸，清廷指望他能扭轉局面。劉長佑在任期間，軍務上雖較前有些成效，但終究也遏制不了彼伏此起的起事，於同治六年(1867)冬去職。
劉長佑之後，直隸總督由滿洲貴族官文短時署理，其人說不上有什麼作爲，不過他與湘系集團的關係相當微妙。官文任過多年湖廣總督，曾被湘系集團中另一重要人物、湖北巡撫胡林翼所籠絡利用，數年間與湘系集團維持了表面的和諧。胡氏於咸豐十一年秋病逝後，官文與湘系集團的關係趨於逆轉，其間明爭暗鬥漸多，終於在同治五年，官文被新任湖北巡撫曾國荃(曾國藩之弟)奏劾，被解除總督之職。後被召京另用，其署理直隸總督，顯然是朝廷擬復加重用的信號。只因其人腐化成習、爲政無能，到同治七年秋，便有了將曾國藩從兩江總督任上移調直隸的朝命。
這時曾國藩任兩江總督已有七八年之久，兩江既是他鎮壓太平天國的最終收功之地，又是他長期營造的個人勢力根基深厚之區。清廷把他調開，儘管是到畿輔要區，但他還是不免陷入所謂“聖眷已差”的疑慮之中。次年春他才正式到任，但對直隸從官風、民氣到自然環境全不看好，不過他還是努力操辦政務，把重點放在練兵、飭吏以及治理河患方面，對文教之事亦頗用心。不料同治九年，天津發生了震驚中外的大教案，他受命前去處理，陷入極端難堪的境地。恰此前接替他任兩江總督的馬新貽遇刺身亡，曾國藩遂被命回任兩江，而接替他任直隸總督的，便是淮系領袖李鴻章。
李鴻章爲安徽合肥人，其父李文安與曾國藩爲同年進士，他本人早年也曾向曾國藩問學，結下師生之緣。他自同治元年即躋身疆吏之列，及此接替曾國藩任直隸總督，成爲地位進一步提升的一大契機，其間一個重要因素就是獲兼任“北洋大臣”之職。此前，設有“三口通商大臣”的專職，管理“北洋”地域三個通商口岸的相關事務。此時該專職裁撤，改爲直隸總督的例定兼職，這樣其職事就包括直隸一省政務、北洋三口“通商”，同時直接涉及國家外交事務。因此，有人說李鴻章“坐鎮北洋，遙執朝政，凡內政外交，樞府常倚爲主”。更有學者說，此時直隸總督 “幾有成爲清政府第二朝廷的趨勢”(李劍農《中國近百年政治史》)。
李鴻章在此職任上一干就是20多年(其間因母親去世而短暫離職)，以直隸和北洋爲基地，在操持政務、發展“洋務”事業的同時，也不斷強化淮系集團勢力。至於外交方面，儘管他不無努力，但限於半殖民地的國家狀況，終難有漂亮手筆，屈辱妥協成爲其主要表現。特別是中日甲午戰爭時，他不但在戰略上存在誤判，而且是喪權辱國的《馬關條約》主要議定人，備遭輿論呵責。李鴻章簽約後，直隸總督兼北洋大臣之職由浙江籍大員王文韶繼任。
“非淮非湘”的王文韶，處世圓滑，有“油浸枇杷核”“琉璃球”之稱。他對“落勢”的李鴻章並未投井下石，數年間政務上無大革新，可算得在前任基礎上的延續。及至光緒二十四年(1898)戊戌新政期間，朝局詭譎，慈禧太后爲牢牢控制畿輔要區，防範突發事變，讓其親信滿人榮祿任直隸總督兼北洋大臣。她發動政變之後，又將榮祿召京。繼任者爲另一滿人裕祿，隔年在“庚子之變”中自殺身亡。此前李鴻章已經東山再起，先任過約半年的兩廣總督，這時改任直隸總督兼北洋大臣，清廷要靠他與外國“議和”簽約。李鴻章最後簽訂了《辛丑條約》，儘管事出無奈，但無論如何也留下了空前恥辱的一筆。簽約後不多時日，風燭殘年的他就撒手人寰，繼任者是袁世凱。
袁世凱是河南項城人，曾在淮系要員吳長慶帳下做事，與淮系關係密切，這是其起家的重要階梯。他從甲午戰爭期間的“小站練兵”開始染指新軍，任直隸總督兼北洋大臣後，利用在清末新政中操持練兵的機會，控制了實力可觀的北洋新軍，發展成爲名副其實的北洋軍閥巨頭。同時，他在直隸和北洋主政期間，對該區工商、教育等新政事項的操持也不無成效，甚至被視爲區域性“樣板”。其人於光緒三十三年被內調爲軍機大臣、外務部尚書，表面似乎更被重用，但實際上是清廷移其脫離北洋基地，隔年他就被藉故罷職。但因他對北洋軍仍能隱然操控，及至宣統三年(1911)武昌起義爆發，遂得復出併成爲能左右清廷的權要，終至利用時機迫清帝退位，而獲取民國權柄。
接替袁世凱任直隸總督兼北洋大臣的是其親信楊士驤。此人無大才幹，但勉可維持前任舊規，其人於宣統元年病死。其遺職在短暫時間內或護或署之人可以略去不計，實際繼任者爲無明顯派系歸屬的貴州人陳夔龍。這時清王朝更處風雨飄搖之中，所謂“新政”仍被視爲救命稻草，陳氏在其轄區自然也要有所應對，但終歸實效難著。清帝遜位前夕，他以病假離任，不日清朝便告壽終正寢。
縱觀晚清時期直隸總督的情況，可以看出：該職自劉長佑擔任後，主體上發生了以漢族大員替代以前滿、蒙大員的格局變化，而漢族大員中，又是以湘、淮系和袁世凱北洋集團的要員爲基幹。這三個集團勢力在近代中國影響甚巨，以其要員爲基幹主政直隸乃至北洋，或可視爲晚清至民初政治走勢的一個縮影。
