接着，周学熙一边整顿旧厂，一边筹建新厂，并改名为“启新洋灰公司”。在汉斯的帮助下，他制定了详细的发展计划，工厂很快恢复了生产。由于当时全国只有这一家水泥厂，产品质量又好，所以销路很畅。启新水泥很快被全国重大的建筑工程所采用，津浦铁路上的淮河铁路桥、黄河大桥，京汉铁路上的洛河铁桥，北宁铁路上的渭水铁桥，以及青岛、烟台、厦门、威海等地的海坝、码头，用的都是启新生产的马牌水泥；北京图书馆、辅仁大学、燕京大学、大陆银行、交通银行、河北体育馆、上海邮政总局等当时的有名建筑，也都是用马牌水泥建造的。经过几十年的风风雨雨，这些建筑大部分仍然完好无损，与现代化的高楼大厦并肩挺立。
外国商人、特别是日本商人为了争夺中国水泥市场，与启新公司展开了一场殊死的竞争大战。日本商人仗着日本水泥产量高、质量好，又离中国最近，大量运到中国倾销。为了挤垮启新公司，他们孤注一掷，拼命压低价格。他们的水泥在日本的销售价是每袋2.97两白银，运来中国的运费合到每袋2.5两白银，但他们却以每袋3两白银的价格出售，也就是说每卖出一袋就要亏损白银2.47两。这是一场不见刀光血影、没有呐喊冲杀的战争。启新公司也及时采取了应付措施，将原来每桶的售价2.25两白银降到1.55两白银，袋装水泥从每包1两白银降到0.7两白银。由于周学熙十分重视生产设备的更新与改良，启新公司的水泥生产在产量和质量上不断提高，成本不断降低，并且多次在国际赛会、博览会及国内展览会上获得奖章和奖状，所以日本商人那种自杀式的倾销，最终是搬起石头砸了自己的脚。启新公司垄断中国的水泥市场达14年之久，销量达到全国水泥总销量的92％以上。
尽管如此，周学熙仍时时不忘收回开平煤矿的使命。1907年，他发现英国人又在开平煤矿周围进行勘查，企图开设新矿，更大规模地掠夺中国的经济资源。周学熙当机立断，说服袁世凯建立滦州煤矿，将开平矿区四周有煤层的地区全部划入滦州矿区，以中国的滦州煤矿来制约开平煤矿。仅仅几个月的时间，“滦州煤矿有限公司”的牌子就正式挂出未了，并由周学熙担任总经理。由于直隶各界人士对英国人以卑鄙手段骗取开平煤矿都很愤怒，所以对中国人自办的滦州煤矿都积极支持，纷纷投资入股，使滦州煤矿很快就筹集到足够的资金。
开平煤矿周围竖起了一座又一座土矿井。滦州公司的煤矿经理赵元理是个非常能干的人，他早就佩服周学熙的为人和办事效率，他也是一个工作起来不要命的角色。他不等新式采煤机械运到，就先以土法上马开采，最先建成的是陈家岭矿井，每日生产煤1700多吨；随后又在印子沟、桃园、赵各庄、狼尾沟等地开挖了矿井，并在各矿之间建成了专用铁路，安装了电话。与此同时，周学熙派精通德文的得力助手李希明到德国订购适合滦州煤矿使用的最新式采煤机械。滦州煤矿安装使用了这些最新采掘机器后，如虎添翼，产量猛增，又因为所产煤炭质量比开平煤好，在市场上大受欢迎，对开平煤矿形成了很大的威胁。
正在这时，周学熙的母亲在扬州去世了。周学熙请假回去办理丧事。在家中过完年，便接到了新的任命，要他到北京去创设“京师自来水公司”。
清朝末年，随着城市经济的繁荣发展，人口增多，北京城里的用水和消防问题越来越使人头痛。特别是每年春秋两季，气候干燥，常常发生火灾，因为没有水救火而损失巨大。北京居民纷纷呼吁，要求兴建自来水厂；清政府也考虑过几次，都因为没有合适的经办人而泡了汤，这一次终于选中了周学熙。周学熙曾几度在北京居住，对于这些情况是了解的。上任以后，他立即挑选富于实干精神、又有真才实学的人，组成了一个精干的工作班子。他们勘察水源，设计水厂，丈量水管线路，仅用一个多月，就完成了这项庞大工程的设计工作。
由于这是一件同人民生计有关的大好事，又可为工商业发展提供了用水的便利，所以受到社会各界的欢迎和支持，工程很快投入施工。但是，当时国内还没有生产自来水器材的厂家，所有的设备材料都要进口。尤其是水塔建筑，连式样都要向洋商定制。周学熙决定采取向洋商招标的办法。消息一传出，天津、上海的几十家洋行立即蜂拥而至，争着要做这笔大买卖。他们通过各种关系找到周学熙，有的买通了当朝权贵，以势压人；有的试图行贿收买经办人 hellip; hellip;周学熙稳坐钓鱼台，不动声色地看他们表演；同时悄悄地对这些洋商洋行进行反复的考察和比较。通过调查研究，他发现德国商人开办的瑞记洋行，商业信誉比其它洋行要好，工程报价也接近原先的设计估价，而且瑞记洋行曾经办理过天津的自来水业务，对中国北方的天时地利都相当熟悉，所以最后选定了瑞记洋行，与他们签订了购置设备、承包工程的合同。
然而，瑞记洋行在合同签订之后，为了赚取更大的利润，又在工程预算中做手脚，玩花样，企图提高工程费用。他们以为京师自来水公司的负责人，也像中国其它一些公司的负责人那样糊里糊涂，容易上当，没想到周学熙不但理财经验丰富，而且对于整个工程的各个环节，甚至一些具体的技术性问题，都掌握得清清楚楚，每次都以精确的数字和准确的市场行情把德方驳得哑口无言。由于周学熙的精打细算，工程的实际费用又比预算大为减少。1910年2月，经过22个月的精心筹划施工，京师自来水工程终于全部竣工了，其施工速度之快、工程效率之高、花费之节省，在当时都是绝无仅有的。在此后的半个多世纪里，这项工程一直在北京市区用水方面起着重要作用。而在周学熙一生的“兴学办厂”中，这也是最直接地为老百姓谋福利的一项事业。
1909年冬天，新任直隶总督陈夔龙对英国人霸占开平煤矿的卑鄙行径也十分气愤，再次决定要收回开平煤矿的主权。周学熙又被任命主持这项工作。经过与英国外交部和英国公司长达半年的交涉，双方终于达成协议：英国把开平煤矿交还中国，中国付给英商178万英镑。
英国人之所以同意交还开平煤矿，最重要的原因，就是因为周学熙筹办的滦州煤矿已将开平煤矿紧紧包围住，而开平煤矿本身的蕴藏也快要开采完了。但是收回开平煤矿对中国仍然是有利的，首先是维护了国家主权的完整，同时，当时开平煤矿的股票市价已达到170万英镑，加上公司拥有的其它产权，实际上已超过178万英镑。眼看大功就要告成，没想到那个当年出卖开平煤矿的张翼，居然再次进行破坏，向当时掌握国家大权的摄政王上书，说只要英国人能让他当“终身督办”，实际上就等于收回了开平煤矿，何必花这样一笔巨款呢！而那个草包摄政王竟听信了张翼的混账话，不同意由国家支付这178万英镑，要滦州煤矿自己解决。滦州煤矿无力承担，结果收回开平煤矿的事，由于这批贪官污吏的胡作非为，又一次功败垂成。