丁寶楨，咸豐三年（1853年）中進士，初任翰林院庶吉士。不久后，因母親去世返鄉丁憂，恰逢遵義的楊隆喜造反，丁寶楨傾盡家財招募了八百壯士保衛家鄉。咸豐六年（1856年），丁憂期滿，恰逢苗民教匪叛亂，叛軍蜂擁而起。時任貴州巡撫蔣霨遠上奏朝廷，申請讓丁寶楨部留在平亂軍中，皇帝同意并特別下令授予丁寶楨編修一職。此后，丁寶楨增加在民間的招募，士兵總數達到四千人，并先后收復平越、獨山等諸多城池。
咸豐十年（1860年），丁寶楨任岳州知府后，遣散了之前招募的軍隊。但由于虧欠的餉銀非常多，丁寶楨把五百兩銀子放在桌案上，對大家說：“我和各位在一起共事很久了，現在府庫的錢糧短缺，你們空著手回家，怎么辦？”大家流著淚說：“您不惜捐獻所有家產，解救國難，我們還怎么敢有另外的要求？”于是紛紛離開。丁寶楨成功化解了無餉可發的危機。 同治元年（1862年），任長沙知府。
同治二年（1863年），丁寶楨升任山東按察使。當時科爾沁郡王僧格林沁在魯、豫兩地統帥軍隊作戰，僧格林沁自覺地位高貴，十分倨傲，見省級以下官員不設座位，丁寶楨投遞名帖求見，說低級武官丁某投書王爺，給予座位就覲見，不給座位就不見，身邊的侍從人員都大驚失色，僧格林沁佩服他的強硬不屈，為丁寶楨改變儀容禮敬有加。山東巡撫閻敬銘聽說這件事后，大為稱奇，丁寶楨到任的那一天，親自在郊外迎接，從此無論大小事務，都先咨詢丁寶楨之后才實行。僧格林沁命令丁寶楨平叛河北的農民起義首領宋景詩發起的叛亂。不久丁寶楨因擅自招撫降兵被彈劾，部議降三級處理。
同治三年（1864年），丁寶楨升任山東布政使。同治四年（1865年）僧格林沁戰死于曹州，丁寶楨被彈劾協戰不力，恩降四品頂戴留任。同治五年（1866年），給事中孫楫、御史朱鎮又搜集羅織了其他的罪名來彈劾他，此事轉呈到曾國藩手中，曾國藩向皇帝稟告說丁寶楨無罪。山東巡撫閻敬銘向來欣賞丁寶楨的才能，到這時就請求退休，舉薦丁寶楨來代替自己，于是朝廷就任命他做山東巡撫。當時捻軍的部隊直逼邊防海岸線，李鴻章建議朝廷在膠萊河修筑防御工事，丁寶楨也參與其中。
同治六年（1867年），東路捻軍逃到濰河，東路軍副將王心安剛剛筑成營壘，但是堤墻尚未完成，捻軍長驅直入渡過了濰河，丁寶楨將這件事稟告給皇帝。皇帝大怒，將李鴻章交付兵部審議，丁寶楨被處以革職留任的處分。這之前東路軍鎮守濰河，本是安徽將領潘鼎新駐防地段，安徽軍剛剛南移，而北路就立即失利。皇帝下令將副將王心安斬首，丁寶楨上書直言辯駁，皇帝就寬宥了王心安而斥責李鴻章，丁寶楨又屢次上書揭發，皇帝于是越發斥責李鴻章為人刻薄善妒、放縱寇敵。
同治七年（1868年），西路捻軍奔赴定州，京畿附近大為震動。丁寶楨聽到軍情示警，立即快馬奔馳到東昌，率領一千騎兵，三千精銳步兵，帶著五天糧食，日夜兼程，援助北方，捻軍于是向南潰逃。這場戰役，朝廷派遣禁軍到京城外防備捻軍，統領士兵的各位將領都受到責備，而皇上只因為丁寶楨這一支軍隊突然出現在敵人之前，轉戰雄雄、任、深、祁、高、肅各州間，收復饒陽，功勞最大，多次降下圣旨褒揚嘉獎，加太子太保銜。
宦官安德海先后侍奉咸豐帝和慈禧太后多年，咸豐帝死后成為慈禧太后心腹，頗受寵信。同治八年（1869年），安德海違反祖制、擅出宮禁，在未攜帶任何公文的情況下出宮游玩并借機斂財。 八月二日，安德海至泰安境內，丁寶楨派騎兵將其逮捕，隨后押往濟南。丁寶楨早就對安德海的仗勢驕橫非常憤慨，立即密奏朝廷，痛斥安德海種種不法行徑。八月六日，得旨，安德海就地正法。八月七日，丁寶楨誅安德海于山東濟南。 此舉使得朝野上下人心大快。
光緒二年（1876年），丁寶楨受到光緒帝的接見，被授頭品頂戴、太子少保，兼兵部尚書、都察院右都御史銜，代替吳棠署理四川總督一職。成都將軍恒訓再次核查堤防工程，又挑剔指摘到鹽運禍害商賈民眾，流弊很大，拒絕責難，進行爭辯。皇帝擔心丁寶楨被流言困惑，親自下令告訴丁寶楨不要改變當初的想法。不久就正式授予他實職，丁寶楨也更加的自我勉勵，更加注重儲存糧食，嚴厲進行督責搜捕。
丁寶楨剛剛到任履職時，城內每月都有盜竊搶劫的案件，到他上任后幾乎把匪徒誅殺干凈，宣稱為路不拾遺。當時四川吏治腐敗、財政赤字巨大，慈禧特為丁寶楨寫了一幅字《國之寶楨》，足見朝廷對丁寶楨寄予了厚望。督川十年，他體恤民情，實心辦事，深受民眾愛戴。在此期間他編纂的《四川鹽法志》，既總結了四川鹽井生產技術，又有大量精美的木刻插圖。
光緒十二年（1886年），丁寶楨在四川總督任上去世，享年66歲。由于朝廷發放的俸祿被多數用于救濟貧困百姓，這位封疆大吏病危時竟然債臺高筑。身邊的隨從隨員們聚集在一起拿出錢幫助辦理喪事，扶柩回鄉才能夠成行。
丁寶楨死后，山東父老聯名具奏朝廷，請求將他的靈柩運回山東安葬。朝廷下旨：“準葬山東，予山東、四川、貴州建祠。”并追贈其太子太保，謚號文誠。其子丁體常等遵從父親之遺命，為了不擾民，由水路扶喪。次年秋，靈柩回歸濟南。士紳百姓“郊野祭吊，軍民悼哭”。光緒十三年（1887年）九月二十五日，丁寶楨安葬于歷城的丁家林地元配諶夫人墓的東側（現濟南歷城區全福立交橋東）。
丁寶楨生活在中國歷史發生大變局的時代，面對外面“船堅炮利”的現實，丁寶楨致力于“求富自強”的洋務運動。他以開放的眼光看待世界形勢，痛斥“墨守綱常”的人。認為中國要自強，必須學習西方，“精求武備”，“仿照外洋槍炮之巧如法制造”，這樣才能“棄我之短，奪彼之長”。
光緒元年（1875年），丁寶楨以“靖海安邊”為名，上奏清政府批準，在濟南北郊新城擇地300畝，建山東機器局，引進國外機器設備，制造火藥、馬梯尼洋槍，成為“師夷長技以制夷”的典范。
次年丁寶楨升任四川總督，又借鑒山東機器局的經驗，創辦了四川近代第一座機器制造工廠——四川機器局。山東、四川機器局的創辦，成為兩省近代工業的開端。
同治十年（1871年），黃河在山東鄆城決口。丁寶楨親赴工地，指揮搶險。兩個月的時間里，丁寶楨與役夫同甘共苦，于二月二十四日“工竣合龍”，堵住了決口。同治十二年（1873年），黃河再次遭遇大決口，丁寶楨又一次挺身而出，軍民同心，歷時半年筑起了高十四尺、寬三十尺、厚百尺的障東堤。 二百五十里的障東堤修好后，近百年來黃河此地不再決口，保證了方圓幾百里村莊的安全。
光緒三年（1877年），他組織了大修都江堰的工程。丁寶楨注重調研，他與時任灌縣知縣陸葆德往返勘工十二次后，得出結論：都江堰用竹籠堤“歲修累甚”，擬修建成永久性的防洪堤。丁寶楨將都江堰分水魚嘴、內江仰天窩魚嘴、蒲柏河魚嘴和人字堤全部改用條石修砌。條石之間用鐵錠互相閂住，并用桐油、石灰、糯米汁嵌縫。同時，還石砌堤岸一萬二千余丈，修建白馬槽、平水槽等導水、瀉水工程，疏淘內、外江干流及江安河入口段等被淤塞河道，挖河方四十多萬方，有效預防決堤險情的發生。
丁寶楨在文化建設同樣頗有作為。
同治八年（1869年），山東巡撫丁寶楨創辦尚志書院，俗稱尚志堂。就學者除學習儒學外，還學習天文、地理、算術。該堂曾刊刻的書籍，稱尚志堂版，在國內享有盛譽。至今，在趵突泉公園，尚志堂建筑仍存。同期，丁寶楨還創辦了近代山東最早的官書局——山東書局。該局最著名的刻本《十三經讀本》則是由丁寶楨親自參與校勘的。
另外值得一提的是，清末濟南學者馬國翰生前曾編輯完成《玉函山房輯佚書》，該書輯佚書594種，為輯書史上的空前巨著。但因馬國翰去世未能刊行。同治九年（1870年），在丁寶楨協助下，濼源書院從馬國翰親屬處借出《玉函山房輯佚書》的書板，整理后分訂一百冊印刷行世。為后世學術研究提供了珍貴資料。
丁寶楨的政績，很大程度得力于用人，他提拔官員看重德才兼備。他在實踐中深刻體會到：“上諭為政，首在得人”，只有“重用德才兼備之人”，才能把事情辦好，所以，“深維求治，以任賢為急”。他用人的標準，一是“居心行事”；二是“茍異于人”。也就是說，要用有事業心而且確有奇才的人，而不是“只會做官不會做事”的“阿混”。對人才的考察，必須“察其言，觀其行”而后“知其人”。每到一處，便悉心查訪，但遇心術正大、才識卓越、能辦實事的人，便極力保舉、提拔。他發現丁彥臣是一個“才識開拓、器向宏深，明干篤實”的人，便保舉他治理山東河道。辦洋務，保舉了一批“博求通識之士”，如薛福成、張蔭桓等。在抵抗外來侵略中有功的長庚、鮑超等，都是丁寶楨一手提拔起來的。
《清史稿》：寶楨政尚威猛 。至今言吏治者，常與沈葆楨并稱，尤勵清操。
丁寶楨為人正直，勤政廉潔，廣受朝野好評。禮部尚書李端芬高度評價丁寶楨的功德情操，把他與曾國藩、左宗棠等同推為中興名臣。
閻敬銘：“生平處大事無所趨避”，“其知有國而不知有身，其天性然也”。
《清鹽法志》：丁寶楨創辦的官運商銷之法“明效大著，之后一切成法皆有可循”，“誠數世之利也”。
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