（一）清理积案
积案问题是晚清社会的一种痼疾，它的存在充分暴露了晚清吏治的腐败和黑暗。晚清积案又突出表现在数量多，积案年限久，曾国藩任直隶总督期间，着手解决这一问题，困难不少。
上任前，曾国藩朝见两宫皇太后。就积案问题，皇太后问：“直隶吏治也疲顽久了，你自然也都晓得。”曾答：“一路打听到京，又问人，也就晓得些。属员全无畏惮，臣到任后，不能不多参几人。”《曾国藩全集》日记（三），第1604页。据曾氏的考察，当时直隶的吏治状况是“积狱太多，羁累无辜”。由于吏治腐败，战争连年，民事刑事案件无人处理，到同治八年（1869）三月底止，积压的同治七年以前的案件竟达一万二千余件。《曾国藩全集》奏稿（十一），第6746-6749页。“闻有州县到任年余，未曾升堂一次，讯诘一案者。又因连年用兵，差徭甚重，大户则勒派车马，供支柴草；小户则摊派钱文，掳充长夫。劣绅勾通书役，因缘讹索车辆，有出而无归。贫户十室而九逃。”《曾国藩全集》奏稿（十），第6186-6188页。
同治八年（1869）颁布的《直隶清讼事宜十条》和《直隶清讼限期功过章程》是曾国藩处理积案问题的对策。前者提出处理积案的具体要求，后者明确官员在清理积案中的赏罚条例。两项举措影响较大，在清理积案中起着积极的作用。
据史料记载，陈兰彬在刑部工作的经历是曾国藩调他到直隶工作的原因之一。陈兰彬一直在刑部工作，对刑狱审判等问题有相当的研究和经验。曾国藩指派曾任刑部主事的陈兰彬和萧世本萧世本，字廉甫，四川富顺人。同治二年进士，庶常散馆，改刑部主事。参与清理积案工作，清理多年遗留下来的案件。“曾国藩久闻直隶吏治窳败，狱讼繁兴，以陈、萧二人皆官刑部，故尔欣然聘之入幕，即欲委以刑名之事。九年十月，曾国藩回任两江，以萧世本‘老成练达，心地笃厚’，特为奏补天津县令，陈兰彬则带回江南。曾氏督直期间办案诸牍，大概多出自陈、萧二人之手。”王澧华：《曾国藩家藏史料考论》，桂林：广西师范大学出版社1996年版，第140页。曾国藩赏识陈兰彬也因为他为人清廉，办事认真，而陈兰彬没有辜负曾氏所托，调阅了案件的卷宗，仔细分析，又不畏权贵，排除一切阻力，使一些冤假错案得以昭雪。
陈兰彬对清理积案是尽心尽力的。他在同治八年（1869）七月给朱学勤的信中证实各州县结案达二万件。信中说：“自四月行清讼章程以来，厘核至今，各州县结案已将二万件，积牍至年底计可一切清厘，差足为台从告耳。”《陈兰彬致朱学勤手札》，载《历史文献》第5辑，第164页。十月的信中又说：“畿内前此积案万余，弟月初通核尚剩六百余起，新案每月四千左右，陆续报结，剩亦无多。唯抢劫淫乱之件仍然层见叠出，风气全未转移，古人论治，以百年必世为言，非迂阔也。”《陈兰彬致朱学勤手札》，载《历史文献》第5辑，第166页。经过一年的努力，陈兰彬配合整个团队，明察暗访，分析案例，取得明显的效果，据曾国藩在同治九年（1870）二月初二奏报，已经结清了同治七年（1868）以前的旧案12074件，同治八年（1869）以来的新案28121件；余下旧案95件，新案2940件。《曾国藩全集》奏稿（十一），第6746-6749页。
直隶的官场，“风气之坏，竟为各省所未闻”，这是曾国藩对直隶官场的总体看法。在清理积案的过程中，陈兰彬意识到，一个地方的安稳太平，很大程度决定于官吏的作风和实干精神。他说：“封疆大吏能专拔用安静悃愊之吏，与民休息，藏富于民，使民不轻去其乡，治象渐成矣。迩来大患方在仕途，嚣竞相习成风，草野细人亦皆谓徒步可致将帅公卿，或图保，或图捐，或捐保之后于京外改图捷径，遂致纷纷浮动，杂乱无章，笑骂由他笑骂，好官还我做之，不复知人间无羞耻事。江河日下，劫运或开，亦未可定。是在京外大老勿徇己私，慎惜名器，俾百姓见官绅可重可敬，外夷亦不致谓中国官绅可轻可鄙，挽颓波而培元气，庶有豸耳。”《陈兰彬致朱学勤手札》，载《历史文献》第5辑，第167页。也就是说，一个好官，尤其是封疆大吏，与当地人共同休养生息，必然有凝聚力，人民也就不会轻易远走他乡。他指出当前的官风江河日下，有些人通过“保”、“捐”等方式取得官位，却不做事。他企盼通过整吏治，出现一批好官，“勿徇己私，慎惜名器”，这样，他们将受到老百姓的尊敬，外人也不会对中国的官绅产生鄙视的态度。由此可见，陈兰彬把清理积案与整顿吏治两者结合起来，缺一不可，如果两方面都处理好，就会出现社会的稳定和经济的发展。
在参与直隶的工作中，陈兰彬除了尽职尽责，清理积案，使数万件积案得以处理，对于一些冤案错案得以昭雪，但由于直隶官的腐败，陈兰彬在工作中也遇到诸多的困难，但处理冤案错案则关系到民心和吏治的好坏。所以，在清理积案的过程中，陈兰彬对于一些徇私的官吏，也给予处置。陈兰彬对直隶实行的一些措施，他经过考察和周密的分析，也提出自己的看法，比如对于“练军”一事，陈兰彬就敢于提出反对意见。
曾国藩在接替直隶总督上任前，几次朝见两宫皇太后，皇太后要曾氏利用他练湘军的经验，在直隶练好军队。曾国藩上任后，将练军作为要政之一，但因旱情严重，曾国藩把此事暂缓办。当时直隶绿营兵近五万，从中挑选四千人练军，每人除领绿营“底饷”一两五分之外，再给“练饷”二两四分。陈兰彬认为“练军”问题较多，他列举练军的十四点弊端：同一营内，有些被挑入练军，“此得挑而饷多，彼不得挑而饷少，相去悬殊”；“久惯懒滑之人，其遂能顿变积习乎”；容易出现“雇人冒替，或遇远调征战，则又另觅替人”的情况；“所练者大抵皆省城附近之人矣，他日若撤归伍，既须离乡，又或减饷，其本营能有几练卒”；“同一营伍规制业已两歧，其记拔外委之类势仍当差者得多，在练者得少，练军转有向隅之叹”；直隶营兵近五万，练军总四千，“不得练饷者必籍口而自甘废弃”；“绿营旧制，其操演阵法与练军新章无甚径庭”；“练军章程仍仿绿营之法，且有繁于绿营者”；带勇之官制繁琐，“换一哨官，汰一练卒，殆得处处咨申”；练军之统领多非营内久任的提镇，对下面官兵不了解；“练饷悉有定制，欲犒赏，赏从何出”；“有事之日皆切悚惶，无事之日心常乐易也，将来勇队亦必渐渐不如从前”；“四千练军过少，理须添练，其饷项又得请益，现时部库支绌，藩库欠款尤多，何能应乎”；当曾国藩异日工作变动，“练军亦未知如何，恐此巨款将来究归诸无何有之乡也”。《陈兰彬致朱学勤手札》，载《历史文献》第5辑，第157-158页。陈兰彬同意“欲得精兵，须得汰兵”、“兵多必贫必弱”的观点。他认为，“似总当就绿营一面亟将欠饷补足，一面结实想法裁汰训练，勿另设名目，多靡巨帑为善”。《陈兰彬致朱学勤手札》，载《历史文献》第5辑，第158页。为此，陈兰彬写下长信，希望说服朱学勤向曾国藩乃至朝廷转达他的意见。这些都说明，陈兰彬在清理积案过程中，也关心吏治和民生相关的问题，而且对于一些不属于他职责范围的事也敢于直陈己见，表明陈兰彬又是一位有责任心，有体察民情的勇气和敢于禀告真情和己见的人。
（二）参与处理天津教案
同治九年（1870）五月，震惊中外的天津教案爆发，给清政府在对外决策中来个措手不及，为以法国为首的西方列强提供了讹诈的把柄。
清朝咸丰、同治年间，西方列强在中国广建教堂，滋事不断，遇上教中犯案，教士不问是非，曲庇教民，领事不问曲直，一概庇护教士，引起群众不满。中国各地教案时有发生。在天津，同治元年（1862）法国霸占了著名的望海楼，法国天主教后来又在那里盖起天主教堂，教会的作为，早就使当地居民与教会间产生矛盾。同治九年（1870）天津时疫流行，天主教堂的婴儿因受到传染而大批死亡。正在此时，天津官府连续捕获拐卖儿童的罪犯，其中有人供称将所拐儿童卖给育婴堂收养。一时间，当地百姓传说天主教堂的育婴室迷拐小孩、挖眼剖心，部分乡民组织起来告发教堂。五月二十三日（6月21日），天津人民聚众到教堂说理，结果与教会发生冲突。通商大臣崇厚约法国领事官丰大业（Henri Victor Fontanier）来署，提犯人对质，丰大业在崇厚署中施放洋枪，崇厚避之。丰大业愤而走出，遇天津县知县刘杰，丰大业又向刘杰开枪，击伤随从一名。丰大业的暴行激起群众愤慨，进而围殴丰大业及其秘书西蒙，将两人当场打死。愤怒的人群又进而焚毁法国领事馆及法、英、美教堂。最终形成一场特大的教案，它以死人之多，闹事之大，尤为引人注目。天津教案发生后，英、美、法等七国军舰集结天津、烟台一带对清政府施压。七国公使又联名照会清政府表示抗议，提出“抵命”、“惩凶”、“赔款”、“道歉”、“驻军”等条件解决此教案。
在无奈之下，清政府派直隶总督曾国藩速赴天津查办。谕旨发出的时间是五月二十五日（6月23日），也就是事件发生的两天后，可见列强施压之大和清政府迫切结案的心情。也就在这一天，李兴锐在日记中记述：“闻天津百姓二十三（日）有烧天主堂之变。其先洋人迷拐汉人小孩无数，谓之排花，吸髓取睛以供药味，凶惨万状。民间愤烧其堂，并毙其领事与其党二十余人。洋人来京控案。朝廷柔远保赤，不知何以两全。”《李兴锐日记》，第19-20页。
这是一桩棘手的教案。此时的曾国藩病患未愈，还在病假中，更重要的是，他深知此案难以如愿了结，更无法速决。在列强欺凌的中国，作为弱国的使者在对外交涉中总有难言的苦衷，曾国藩心情的矛盾在其日记中充分表现。同治九年五月二十六日（1870年6月24日），曾国藩在日记中写道：“接奉廷寄，派余赴天津查办事件，因病未痊愈，踌躇不决。”《曾国藩日记》下，第2319页。曾国藩反复筹划，找不到办法，他在第二天的日记上又写道：“思往天津查办殴毙洋官之案，熟筹不得良策，至幕府与吴挚甫一商。”《曾国藩日记》下，第2320页。在给家书中亦说：“余此行反复筹思，殊无良策。”《曾国藩全集》家书（二），第1369页。幕僚李兴锐很佩服曾国藩对朝廷的忠心，写道：“闻曾侯将从初六赴天津，而眩晕未愈，带病冒暑，中国一人。”《李兴锐日记》，第21页。
曾国藩自知此去凶多吉少，立下遗嘱，曰：“余即日前赴天津，查办殴毙洋人焚毁教堂一案。外国性情凶悍，津民习气浮器，俱难和叶，将来构怨兴兵，恐致激成大变。余此行反复筹思，殊无良策。余自咸丰二年募勇以来，即自誓效命疆场，今老年病躯，危难之际，断不肯吝于一死，以自负其初心。恐邂逅及难，而尔等诸事无所禀承，兹略尔一二，以备不虞。……余若长逝，灵柩自以由运河搬回江南归湘为便。……沿途谢绝一切，概不收礼，但水陆略求兵勇护送而已。……”梁勤主编：《曾国藩与天津教案》，呼和浩特：远方出版社2002年版，第1-2页。
曾国藩的幕僚陈兰彬、李兴锐也先后赴天津办案。陈兰彬是反教的。他认为，“传教一事用计至毒，适值正学不昌，士气不振，人心好异贪利，遂致邪教浸广，病将入于膏肓”。《陈兰彬致朱学勤手札》，载《历史文献》第5辑，第167页。《李兴锐日记》记述陈兰彬参与处理天津教案，有些材料是罕见的。如陈兰彬等建议曾国藩起用彭玉麟等湘军老将以筹战守。在整个案件的处理过程中，陈兰彬主要负责文案工作，李兴锐主要负责审理案犯工作，有时两人互相配合，共同讨论案情。虽然陈兰彬主要从事文字工作，但曾国藩也经常与他商量时局与形势，他也提出自己的看法和建议。
在办案中曾国藩全力主和，虽然最终采取妥协让步，委曲了结，但在办案的过程中，仍然显示其抵制、抗争，采取分化瓦解对方，尽量平息民愤的策略。
天津教案发生后，法国一直强调严惩天津的地方官吏。天津的地方官吏已经成为双方斗争的焦点。为了不过分激怒民众，曾国藩想方设法力保天津官吏，最后实在没有办法，就个人筹款二万两给充军的天津官吏。教案中一些民众的焚烧、屠杀行为，给列强提供了讹诈的把柄。法方要求“惩凶”，“天津地方官员抵命”和预先限定捕杀乡民的最低人数。法国代办罗淑亚（Louis Jules Emilien de Rochechouart）为首，要求以煽动暴乱为理由处决知府、知县，中国拒绝这样做。曾国藩认为拿官员抵命不可接受，因为“有损朝廷尊严，也于国法不合”。鉴于“外国性情凶悍”，“天津风气刚劲”，曾国藩对案中群众一时失控，焚烧教堂的举动，“自当一切置之不问。其行凶首要各犯及乘机抢夺之徒，自当捕拿严惩以将来”。《曾国藩全集》奏稿（十二），第6982页。但在法方的强硬外交的威胁下，清廷害怕引发战争而下令曾氏作让步。曾国藩在给儿子的信中谈及自己的心情，说：“天津人心汹汹，拿犯之说，势不能，崇师（崇厚）欲余撤道、府、县三官以悦洋人之意，余虽知撤张守（张光藻）即大失民心，而不得不勉从以全大局。”梁勤主编：《曾国藩与天津教案》，第159页。
面对法方要处决张光藻、刘杰等相关的知府、知县的威胁，而崇厚又欲“撤道、府、县三官以悦洋人之意”，曾国藩有不同的看法，但在压力下又显得很无奈。他在六月十二日和十三日（7月10日、11日）的日记中记述与陈兰彬一谈。《曾国藩日记》下，第2325页。二十二日（20日）又记载：“是日，因洋人来文，欲将府县抵命，因奏请将府、县交刑部治罪，忍心害理，愧恨之至。”《曾国藩日记》下，第2329页。李兴锐在六月二十一日（7月19日）日记中记叙陈兰彬谈天津教案，“戌刻，接陈荔秋刑部自天津回信。详言夷务和局，时事艰虞，而鲁莽官凭空生衅，令洋人予我瑕疵。费［曾］国老竭力周旋，内贻士民之议，外长洋人之玩，此时增一痕迹，将来多一忌讳。国事至此，可哀也已！”《李兴锐日记》，第23页。可见，陈兰彬很体谅曾国藩此刻的处境，曾国藩提出“请将府、县交刑部治罪”是不得已的违心做法，用意是先保住他们的性命。“国事至此，可哀也已！”这是陈兰彬的感叹。
面对列强以战争威胁，曾国藩在处理法国与英、俄、美其他国家的问题上，采取了分别处理的方式。天津教案中，也波及了其他几个国家，包括俄、英、美等国。曾国藩首先自认理亏，提前向这些国家进行赔偿，分化了列强的联合阵线，使法国难以同其他国家串通一气，对中国采取联合军事行动，不致扩大事态。
当时，法国以战争威胁，陈兰彬分析敌我的情况，认为法方力量不足，不可能与我们开战。王之春在《防海纪略》中论述陈兰彬与左宗棠的看法。“曾公幕中有广东陈主事兰彬者，谙习洋人情事，数言法国巡海兵船不过二十号，到津者只四五号，计壮兵不上二千外，有驻防越南兵三千人，一时难以调离，其本国之兵去中国尤远，即能调至须待明年，且法国为布鲁所败，自守不遑，何能与我构衅。又陕督左公宗棠覆总署信言，有法国人德克碑在陕，适遣外洋购炮，德言彼国只重通商，不重行教，此次激怒我民，曲在领事，或可寓书德克碑，转白其国主告以彼曲我直之故。左、陈二公言既确凿有据，维时臣庶一心尽愿。如上谕所云，据理直争不独此案易了，并以后传教与否，亦可由我主持矣。”［清］王之春：《防海纪略》，光绪六年（1880）上洋文艺斋刻本，第33页。
七月初五（8月1日），李兴锐到天津，与陈兰彬一起协助处理天津教案事宜。他几乎每天均与陈兰彬、吴挚甫久谈洋务，经常谈至深夜。李兴锐与陈兰彬交往甚深，经常谈论国事，连交际也一起相约前往。陈兰彬是广东人，还介绍李兴锐吃广东菜“鲜鱼生”。在天津教案问题上，他们也经常向曾国藩建议。为预防列强对中国的进犯，陈兰彬、李兴锐等人向曾国藩进“筹战之说”，建议请清将杨岳斌、彭玉麟、曾国荃、鲍超出山，组织兵力，一旦敌人挑衅，可以对付。李兴锐七月十三日（8月9日）日记记述：“夜，与荔秋、挚甫同谒侯相，将进筹战之说，调杨、彭、曾、鲍诸凤将出山。侯相辩论敌情，以为各国不可猝灭，诸将不可常恃。且谓夷非匈奴、金、辽比，天下后世必另有一段论断。将来有能制此敌者，然必内外一心，困心衡虑，未可轻率开衅也。老谋见远，令人佩服，但目前和议不成，万一决裂，何以御之！杞人忧焉！”《李兴锐日记》，第27页。为了使和谈顺利进行，曾国藩一面函请李鸿章“万一事急，……统率所部由秦入燕”《曾国藩全集》奏稿（十二），第6998页。，一面令湘军九千余人赴沧州“略资防御”《曾国藩全集》奏稿（十二），第6997页。。
陈兰彬的文案工作一点都不轻松，整理出来的文书，往往是“行稿一大本”。以审查府县供词为例，七月三十日（8月26日）开设发审总局，张翰泉、刘彦山各递亲供。曾国藩要求陈兰彬、吴挚甫将府县供词“不实不尽处逐层驳诘，以昭核实”，李兴锐也帮助“参酌”《李兴锐日记》，第31页。。据李兴锐记载，八月初十日（9月5日）“同荔秋斟酌府县供词”。十一日（9月6日）“帮荔、挚斟酌府县供词，四更始寝”。十二日（9月7日）“刘云生仍来勘供，毛、丁二帅深以改供为不然，其实关系府县性命，官话殊打不去”。八月十三日（9月8日）一天，李兴锐与陈兰彬“校对府县供词五十余份”《李兴锐日记》，第33页。。直到十四日（9月9日），才“发府县亲供折禀”。可见，处理各种供状的文书工作，不仅繁重，要加班加点，陈兰彬等人更认识到，这是人命关天的事情，一点都不能马虎。
朝廷催促严办凶手，八月二十三日（9月18日）必须结案。李兴锐说：“廷旨及总署信，催办凶甚急。译署意：又要速，又要实，又要多，又要机密。信笔豪言，何异痴人说梦，更不解其近日惮夷何以至此。”同日，李兴锐记载：“夜，同荔秋谒曾侯，和战不可必，事机本不顺，泛论半晌而出。”《李兴锐日记》，第33-34页。他们深深体会到，全力主和真不容易。陈兰彬与李兴锐在天津教案问题的看法是一致的。在文案工作之余，他们经常一起谈至深夜，总想为曾国藩出出主意，而曾国藩也把他俩视为知心朋友，为教案一事，也往往议论到三更。这时候，正是曾国藩最无奈、最不得意的时候，朝廷、总署不断催促他尽早结案，如何个结法？确实左右为难。正如李兴锐所说：“廷旨及总署催促甚紧，侯相大为焦急，此次办理夷务，无一顺手，被谤受气，不一而足，可发一叹。”《李兴锐日记》，第28页。朝廷内外，议论纷纷，谴责声音不断，“此次夷务，众论咎侯不善处分，君子小人如出一口，全不谅局中苦心，可叹之至”。《李兴锐日记》，第28页。作为局内人的陈、李二人，经常为曾国藩鸣不平，“此次夷务，京外好为清议，不顾大局，不觉怒骂流辈”。《李兴锐日记》，第33页。
二十三日结案之限迫近，“廷旨、总署且有提府县解交刑部之文”。在这样的情形下，曾国藩、丁日昌“亲自提犯至院署，审问至夜”。与此同时，陈兰彬、丁乐山、吴挚甫、李兴锐四人联名上书李鸿章，“求救张（翰泉）、刘（彦三）下狱之祻”，“六百里驿递保定”。又见曾国藩，“请其自禀以救府县下狱之举，允之”《李兴锐日记》，第34页。。二十三日（9月18日），李鸿章“禀报第一批津案，凶犯十五人，并自请严议” 《李兴锐日记》，第35页。。曾国藩力保地方官吏的设想没有实现，只好让李兴锐为他“汇银三千两，交张翰泉、刘彦三下狱之费”。 《李兴锐日记》，第35页。至此，曾国藩办案就告一段落。以后，就由李鸿章以直隶总督身份，接手办理教案。
曾国藩因处理天津教案过柔而遭讥议，朝廷中官僚们的舆论一致批评曾国藩，天津地方绅民强烈抵制。在内外压力之下，曾国藩最终以捕杀爱国群众，充军与此案有牵连的地方官吏，赔款与修造教堂的惨痛代价，解决了这宗教案。曾国藩虽违心办事，但他头脑清醒，能审时度势，认清形势，多管齐下，尽可能减轻丧失国家更多的利权。陈兰彬在跟随曾国藩办案过程中体会到曾氏的辛劳和苦衷，他说：“庚午夏，天津之役，调剂内外，费竭苦心。”《大界曾氏五修族谱》（一），第360页。
正在此时，两江总督马新贻遇刺，朝廷命曾国藩接任两江总督，李鸿章北调替代曾国藩为直隶总督。曾国藩一再表明，天津教案复杂，难以迅速结案；目病甚重，江南政务繁忙，如若带病上任，贻误必多。但谕旨难改，朝廷仍然坚持两江事务殷繁，职任綦重，而曾国藩“老成宿望”，非他莫属。他过去曾在两江工作多年，情形熟悉，虽则带病工作，有些事可以自行处理，有些事可另选贤能处理。在处理天津教案后，老迈的曾国藩带着病躯回到江南，陈兰彬也随之前往迎接新的使命。
