強軍計劃
當時，湖南維新運動的重點是“興利”、“致富”，而熊希齡慧眼獨具，他認爲興利固然重要，可是在國家危急存亡之秋，強軍是必不可少的保障，他建議在湖南設立槍械廠。這一建議得到了陳寶箴的高度重視，陳氏認爲熊希齡是懂得新政的不可多得的人才，於是要設法把熊希齡挖到湖南效力。就這樣，1896年秋，熊希齡加入了湖南維新運動的陣營。一開始，熊希齡便被委以籌建槍械廠的重任。當時湖南財政吃緊，而籌建兵工廠是極耗資源的事業，不過，當務之急是改善湖南軍隊陳舊的裝備。在這當口，熊希齡便想到了任兩江總督的湘軍大員劉坤一，經過熊希齡等人反覆的溝通交涉，劉坤一兩度撥給湘省槍支彈藥，摺合銀價達20萬兩之巨。雖然最終湖南沒能建立槍械廠，但這麼巨大的支持，爲湖南編練新軍打下了很好的基礎，而這一成就的取得，熊希齡居功厥偉。隨後，熊希齡又敏銳地把自己工作的重心轉入實業。他和葉德輝、蔣德鈞等人反覆商議，確定了把開辦機器製造業和籌辦湖南內河航運作爲突破口。作爲前一項目的成果，他們成立了“寶成善製造公司”;而後一策劃，則遭遇到了困難。原來，自從西方列強迫使中國內河開埠之後，無論官方還是民間都擔心一旦自己開啓內河航運，西方勢力就會如鬼魅般跟進;除此以外，內河航運還涉及湖北省的利權問題。但熊希齡和他的同仁據理力爭，決不退卻，最終說服了張之洞等大員，成功地讓湖南內河航運成爲事實，並抵制了西洋勢力的進入。其後，熊希齡積極爲湖南省礦產資源勘察和開採，以及爭取粵漢鐵路改道湖南而不是江西作出了巨大的努力。至此，熊希齡在軍事和實業方面的才華和縱橫捭闔的手段得到了晚清官場的初步承認。
新式學堂
在甲午戰爭以後，維新派爲救亡圖存，提出了“教育救國”的口號，所謂“世變日深，需才孔亟;需才之道，立學爲先”。湖南在這種背景之下，也開始了新式學堂的籌辦。熊希齡作爲湖南籍的翰林學士，在辦學方面自然是義不容辭。在湖南興辦學堂，最早由蔣德鈞在1897年提出，但負責具體事務的重任卻交給了熊希齡。興學需要兩大要件，一是經費，二是師資。由於湖南財政緊缺，熊希齡通過各種途徑打聽到通過提高食鹽厘金可以解決，但這需要兩江總督劉坤一的同意。考慮到是爲家鄉出力，劉坤一應允了此事。於是，辦學經費問題總算有了着落。但在聘請教習的問題上，熊希齡卻給自己惹上了極大的麻煩。
按照湖南維新派的設想，湖南要開辦的是一所中西兼通的新型時務學堂，物色中西學均精通的教習就成爲一個難題。熊希齡等不得不前往領西洋風氣之先的滬、寧物色人選，經過許多波折，直到1897年7月，黃遵憲奉命赴湖南擔任長寶鹽法道兼湖南按察使，經過上海，在他的幫助下，動員了在《時務報》供職的梁啓超和精通英文的李維格入湘，事情纔得到解決。1897年11月，梁啓超一行抵湘，受到湘紳的熱烈歡迎。陳寶箴爲長沙時務學堂定的教學宗旨是“中體西用”，梁啓超堅定地主張開啓民智，似乎二者一致，但實際上他主持時務學堂，積極鼓吹民權革命學說，倡導立憲。二者的衝突醞釀着極大的風險，熊希齡深知內情，但他仍然支持梁啓超。
瓷業鉅子
1904年，他胸懷實業救國之志，爲改變陶瓷生產的落後狀況，抵制洋瓷傾銷，決心振興湖南瓷業。於是以清政府政治大臣二等參贊官身份，會同醴陵籍舉人文俊鐸赴日本考察，探索新的制瓷工藝。回國後便着手對醴陵瓷業進行調研。提出了“立學堂，設公司，擇地，均利”的主張。不久獲得清政府慈禧太后御批十萬兩庫銀用於發展醴陵瓷業。1906年，熊希齡在醴陵城北姜灣創辦了“湖南官立瓷業學堂”，在姜嶺下設立了“湖南瓷業製造公司”。自任公司總經理，聘請日本技師和國內優秀技工，引進當時國外最先進的生產工藝和設備，着手進行細瓷研發。到清末，醴陵細瓷進入規模化生產，爲醴陵釉下五彩瓷的誕生創造了條件。
1907年，湖南瓷業公司發明創造了五種高火性釉下顏料，併成功燒製出釉下五彩瓷器。1907年至1908年，湖南瓷業學堂研製出草青、海碧、豔黑、赭色和瑪瑙紅等多種釉下顏料。湖南瓷業製造公司的繪畫名師和瓷業學堂陶畫班的畢業生，經過反覆研製，採用自制釉下色料，運用國畫雙勾分水填色和“三燒製”法，生產出令人耳目一新的釉下五彩瓷器。在色彩運用上，它突破釉下單彩的傳統技藝，運用紅、綠、藍、黃、黑五種原色料(故謂五彩)，調配出豐富多彩的陶瓷繪畫色料，講究淡雅用色的表現手法，採用雙勾分水的獨特技法燒製而成。
醴陵釉下五彩瓷問世不久，就在世界舞臺上大放異彩。1909年到1911年間，醴陵釉下五彩瓷分別參展武漢勸業會、南洋勸業會和意大利都朗國際賽會，連獲金牌獎。1915年的美國舊金山世博會，即巴拿馬太平洋萬國博覽會，由湖南瓷業公司吳壽祺等陶瓷藝人創作的釉下五彩《扁豆雙禽瓶》一舉獲得金獎。
慈善濟世
熊希齡慈善濟世有三個壯舉。
一是1917年領銜賑災。1917年夏末秋初，河北境內大雨連綿，山洪暴漲，京畿一帶傾城澤國，受災縣達103個，災民超過600萬人。彼時，熊希齡“隱居”在天津，他的寓所也被河水吞沒。
身處災區的熊希齡目睹了災民的慘狀，立刻奔赴北京，向中國銀行公會求助，得到了捐款萬餘元，交給了京師警察廳購買糧食，運到天津賑災。同時，他又向政府提出賑災的建議，極力主張籌款，賑濟災區所有饑民。
他的建議被提交國務會討論，結果閣員們一致認爲：除非由熊希齡出來主賑，方可定義。政府方面試圖藉機逼他重回部門任職，熊希齡也擔心自己不出來主賑，政府不做決定，“則此數百萬之饑民，無有全活希望”，“遂不得不免爲其難”。事實上，自退出政界以後，他就把政治看作是罪惡的，但爲了災民，不得不結束“隱居”生活。
賑災必須先有鉅款，可北京政府財源枯竭，大總統馮國璋只命財政部撥款30萬元交熊希齡趕辦急賑。而嚴寒將至，僅取暖用的賑衣一項，就需支出數百萬。熊希齡決定廣集民間社會資力，以補官款不足。
1917年10月8日，他利用自己在社會上的影響力，向全國各省發出請賑通電，希望全國各地諸君子“胞與爲懷，本其己飢己溺之心，爲披髮纓冠之救”。賑電發出，熊希齡以身作則，先捐現洋500元，又命家中女眷縫紉棉衣100套，捐給難民。在他的呼籲帶動下，團體、個人捐衣、捐洋者不斷，外國的慈善團體也有幫助。
同時，熊希齡還聯合梁啓超等人共同發起水災遊藝助賑會，“徵集物品、出售彩票，以所得票資盡數充賑”，並憑藉個人聲望，向外國洋行借款數百萬元，作爲救濟專款。此外，他發電請求唐山、開灤等地務物局捐贈煤炭5000噸，並要求北洋政府爲賑災提供諸多便利。
爲了統一放賑，熊希齡還組織成立了聯合辦賑機構——“京畿水災籌賑聯合會”，自任會長，統籌放賑中的種種實際問題。在賑濟災民的同時，他又開始了對河工的治理，試圖根治水患，並開展以工代賑，既救濟了災民，也爲受災地區留下了永久建設。救災讓熊希齡擺脫了政治生活帶來的消極苦悶，開始確立了爲慈善事業奮鬥的意願。此後他多次，拯救無數生命。
二是組建世界紅十字會。1922年4月，直奉大戰爆發，熊希齡又組織救護隊，前往戰地救治難民。軍閥混戰不停，讓他認識到籌組全國性慈善社團聯合會的困難，遂決定組建一個永久性的救濟機構，用於對付無休止的天災人禍。這個機構在直奉大戰結束不久後成立，名稱爲世界紅卍字會。
世界紅卍字會是道院的一批人與熊希齡等中外人士聯合發起成立的一個以“促進世界和平、救濟災患”爲宗旨的慈善救濟網絡，於1922年10月28日在北京正式成立。
1925年，會中人推熊希齡爲會長，直到1937年他去世爲止，連任三屆，歷時12年之久。
在任職期間，熊希齡組織救護隊奔赴戰地，“救濟災民，埋葬遺骸，收容婦孺，成績甚優”，同時，他還多次親手草擬函電，勸告交戰的各方軍閥停戰議和。在沒有災患的時候，世界紅卍字會開設辦理殘廢院、育嬰堂、盲啞院、卍字醫院、平民工作所、平民貸濟處、冬季粥廠等等。
1928年新的國民政府在南京成立時，仍准許世界紅卍字會繼續立案，並任命熊希齡爲賑款委員。1931年，熊著《十六省救濟水災意見書》，對於救濟的辦法、措施、步驟做了十分詳盡的論述。
三是創建香山慈幼院。1918年4月，河北水患已平，慈幼局準備解散，但還有兩百餘人無人認領。如此一來，熊希齡不得不考慮建一所永久性的機構，用於收養這些無家可歸的孩子。但由於在北京城內找不到合適的地方，熊希齡只能上呈大總統徐世昌，請其出面和前清皇室內務府交涉，把已經廢棄的前清行宮香山靜宜園撥出，創建香山慈幼院。
香山慈幼院收錄兒童“專以孤貧爲限”，凡欲入院者，必須“有人介紹及其家長請求”。基於該院性質，熊希齡爲其確定的辦學宗旨是：“教養孤貧失學之男女兒童，使有適當之智能、道德，俾可謀生與社會。”爲了實現這樣的宗旨，香山慈幼院與任何普通國民學校都不同，推行的是“三合一”的教育體制：學校、家庭與社會三位一體。慈幼院建立了完整的組織體系和免費教育培養的制度體系，辦學經費除了財政撥款外，還有中外善士及各機關團體的捐款。
熊希齡在辦理香山慈幼院的過程中，形成了一種慈善教育思想，即慈善觀與教育觀相結合的思想，其本質就是貧富均等的教育觀。他把香山慈幼院當作是對現行不合理教育制度的一種補充，極盡自己的能力，讓貧困的孩子享受到當時最新式最先進的教育。
到1926年，香山慈幼院已經發展成一個總院、五個分院，總院是香山慈幼院;分院包括萌養院(幼兒教育)、小學、中學、師範和職業教育等幾個分支。爲了能夠讓這些孤貧兒童享受到家庭溫暖，香山慈幼院創建了小家庭式的教育模式，這種教育模式比奧地利的世界第一所國際SOS兒童村早了十幾年。香山慈幼院從1919年破土動工建設到1920年正式開園，一直到1949年結束，辦了30年，先後培養學生六千多人，大部分都成爲國家和社會的有用人才。
