Kết quả, ý nghĩa của việc Vào các năm 1877 và 1882, Nguyễn Lộ Trạch đã gửi các bản "Thời vụ sách" lên vua Tự Đức, đề nghị chấn hưng dân khí, khai thông dân trí, bảo vệ đất nước.

Nguyễn Lộ Trạch lập gia đình năm 20 tuổi, làm con rể quan phụ chính Trần Tiễn Thành - người trực tiếp đọc và lưu giữ nhiều bản điều trần của nhà cải cách Nguyễn Trường Tộ. Sớm tiếp cận tân thư Trung Quốc cùng những bản điều trần của Nguyễn Trường Tộ nên Nguyễn Lộ Trạch chịu tác động rất mạnh bởi tư tưởng canh tân cuối thế kỷ XIX. Chính vì vậy mà năm Tự Đức thứ 30 (năm 1877), nhân sự kiện triều đình Huế tổ chức và ra đề thi: Sứ Pháp vào chầu, hòa hiếu hợp lễ ở kỳ thi Hội, Nguyễn Lộ Trạch đã dâng Thời vụ sách I (thượng), vạch trần bộ mặt giả nhân nghĩa, vờ nghị hòa của người Pháp, đồng thời đề ra chủ trương “gấp lo tự lực tự cường”. Bản Thời vụ sách đã gây tiếng vang lớn.

5 năm sau, Cơ mật viện Huế có ý định cử Nguyễn Lộ Trạch sang Hương Cảng (Hồng Kông) nhưng sự việc không thành. Cũng thời gian này, Nguyễn Lộ Trạch đã gửi thư cho Trần Tiễn Thành, có ý nhờ nhạc phụ nhắc nhở triều đình “phải biết tự cường, tự trị, đồng thời phải biết mật giao với các cường quốc thù địch của Pháp như Anh, Đức... để làm thế chân vạc kiềm chế Pháp”. Tuy nhiên, người đứng đầu triều Nguyễn đã phê là ngôn hà quá cao (lời nói cao, đại ngôn).

Tháng tư năm 1882, nhân sự kiện thực dân Pháp đánh thành Hà Nội (lần thứ hai), Nguyễn Lộ Trạch tiếp tục dâng bản Thời vụ sách II (hạ), gấp rút đề ra những kế hoạch giữ nước. Trong đó có nội dung rất đáng chú ý như sau:

- Tụ binh làm đồn điền để đủ lương ăn. Việc cần thiết như việc tài chính, không thể lấy chữ “bần lý” (lý luận của kẻ nghèo - TG) mà bỏ qua, ngồi chịu cái nạn cùng khốn, túng thiếu.

- Huấn luyện đồn binh: muốn có quân đội cho hùng cường, trước phải làm cho dân giàu, mà dân giàu không ra ngoài hai điều cần thiết là “nuôi” và “dạy” mà thôi!

- Học trường kỵ của nước ngoài để chế ngự: Nguyễn Lộ Trạch “xin chọn con em đại thần cùng bọn Cử nhân, Tú tài hoặc đã ra làm quan, hoặc chưa ra làm quan, chọn người nào có tư chất anh tuấn, cấp hậu lương, hướng cho ra nước ngoài học tập, định trình hạn cho nghiêm và định tưởng thưởng cho hậu thì tự nhiên người ta vui lòng học tập trong vài năm sẽ có thành tài…

- Rộng đường ngoại giao ra nước ngoài để giúp vào mặt thanh viện.

- Xứ Thanh được Nguyễn Lộ Trạch nhìn nhận như một vùng đất địa - chính trị đặc biệt, hiểm yếu, có thể xây dựng thành kinh đô thứ hai, cùng với Huế tạo thành thế ỷ dốc (ứng cứu lẫn nhau - TG), góp phần “bền vững gốc nước”. Dựng “Bắc kinh” (tức kinh đô phía Bắc) xong hãy bàn đến chuyện “sửa trong dẹp ngoài” *.

Song, giống như Thời vụ sách (thượng), bản Thời vụ sách (hạ) cũng không được triều đình quan tâm.

Dẫu vậy, Nguyễn Lộ Trạch vẫn kiên định với đường lối canh tân. Tháng Giêng năm 1884, Nguyễn Lộ Trạch viết bức “Thư đứng tên cùng Phạm Phú Đường gửi Phụ chính đại thần” (Dữ Phạm Phú Đường thướng Phụ chính đại thần), nhắc lại những luận điểm trong kế sách chống ngoại xâm

Năm 1885, kinh thành Huế thất thủ, vua Hàm Nghị chạy ra Quảng Trị, ban chiếu Cần vương rồi bị bắt (1888); phong trào Cần vương vấp phải sự đàn áp khốc liệt của thực dân Pháp. Nguyễn Lộ Trạch đành ẩn cư song “vẫn không thôi khắc khoải về thời cuộc”.

Đề nghị canh tân cuối cùng của Nguyễn Lộ Trạch có lẽ là bài viết “Thiên hạ đại thế luận” (Bàn luận về những việc lớn trong thiên hạ). Bài luận của ông được viết vào năm 1892, dưới triều vua Thành Thái. Mặc dù không tham gia kỳ thi Hội năm này nhưng trước đề thi “Đại thế hoàn cầu”, Nguyễn Lộ Trạch đã viết bài luận bàn thế nước của các quốc gia Á Đông trước nguy cơ xâm lược của phương Tây. Ông đã chỉ rõ rằng dã tâm của phương Tây đã có từ lâu, không vì triều đình sợ sệt, cầu hòa mà thực dân Pháp dừng lại, cũng không vì nhà Nguyễn chống lại mà Pháp dấy binh nhiều hơn. Đứng trước thực tế đó, triều đình chỉ còn cách: Từ bỏ tệ quan liêu, thói chuộng hư danh, sửa sang chính trị, giáo dục. Bài luận của Nguyễn Lộ Trạch được đông đảo sĩ phu cả nước có tư tưởng đổi mới đón nhận và khen ngợi.