光緒帝召見袁世凱，賞袁侍郎職，專辦練兵事務，隨時具奏應辦事宜。

　袁世凱自1895年開始在天津與塘沽之間的小站練兵起家，漸為清廷所倚重。這股軍隊後來發展成為北洋六鎮(北洋新軍)，為清末陸軍主力，民國初年的北洋系軍閥亦多源自清末新軍。
　　1898年戊戌政變前，帝黨人物曾寄望於袁的新軍，譚嗣同即曾面勸袁世凱出兵圍攻慈禧太后所居之頤和園。袁卻將這一訊息告訴忠於慈禧太后的榮祿，結果戊戌變法失敗，皇帝失去政權並遭軟禁。然而袁世凱當時的決定，對於戊戌維新的成敗，是否具有決定性的影響，至今仍有爭議。以往一般認為袁世凱將訊息轉告榮祿是戊戌政變失敗的主因，但近年的研究發現，後黨發動政變，實起於袁告密之前。甚且，以袁世凱當時掌握的新軍戰力，亦不足以對抗聽命於榮祿駐紮在北京附近的眾多部隊。雖然，袁世凱告密並不是導致戊戌政變的根本原因，但是，戊戌變法卻是因為袁世凱的告密而導致了毀滅性的後果。政變起初，慈禧太后在上諭中只是斥責康有為“莠言亂政”，並未申斥譚嗣同等人，而“莠言亂政”的罪名並不嚴重，起初對康有為的處分也僅是停職待參，而譚嗣同勸袁世凱出兵圍園誅後則屬情節嚴重的謀逆大罪。當時袁世凱聽時任直隸按察使楊崇伊說康有為已被革職待參，懼怕譚嗣同勸其出兵圍攻慈禧太后一事暴露，牽連自己，遂向榮祿告密，西太后聞之大怒，下令逮捕康、梁諸人下獄，並誅殺六君子。由此可見，戊戌政變雖然不是因袁世凱告密而發生，但是正是袁世凱的告發，才使維新運動導致毀滅性後果。
　　1899年冬，因義和團在山東的排外行為引起各國不滿，清廷被迫撤換縱容拳民的山東巡撫毓賢，代之以袁世凱。這是袁世凱首次出任方面大員。袁到任後，一改毓賢的處理方針，對拳民大力鎮壓，令其在山東無法立足，逃往天津、北京一帶，慈禧太后以民氣可用縱容義和團。翌年爆發了八國聯軍戰禍，山東在袁世凱治下則維持穩定，並且加入東南互保。
　　1895年12月，袁世凱由軍務處大臣榮祿、李鴻章等奏派擴練駐天津小站的定武軍，更名為“新建陸軍”。聘德國軍官十餘人擔任教習，又從天津武備學堂中挑選百餘名學生任各級軍官，並引用和培植一批私人親信，以加強對全軍的控制。這些人以後大都成為清末民初的軍政要人。如徐世昌、段祺瑞、馮國璋、王士珍、曹錕、張勛等。小站練兵是清末新式軍隊發展的轉折點，也奠定了袁世凱一生事業的基礎。從此，聲譽鵲起，扶搖直上。1897年，擢直隸（今河北）按察使，仍主持練兵。1898年6月，袁世凱升任工部右侍郎。12月，署理山東巡撫，率領全部新軍（時稱“武衛右軍”）前往濟南。時山東境內義和團運動爆發，他認定義和團為“左道邪教”，派兵到各州縣殘酷鎮壓。一躍而成為中外所矚目的實力人物。1901年11月，繼李鴻章署理直隸總督兼北洋大臣，次年實授，權勢更加顯赫。
　　《辛丑條約》簽訂後，清政府迫於內外形勢，施行新政。袁世凱表示極力擁護，並藉機擴大自己的權力。1902年，兼任政務處參預政務大臣和練兵大臣，在保定編練北洋常備軍（簡稱北洋軍）。次年，清政府在北京設立練兵處，慶親王奕劻為總理大臣，袁世凱任會辦大臣，掌握實權。創辦各種武備學堂，並聘請大批日本軍官擔任教習。至1905年北洋六鎮編練成軍，每鎮一萬二千五百餘人，除第一鎮系滿族貴族鐵良統率的旗兵外，其餘五鎮都在他的控制之下，重要將領幾乎都是小站練兵時期的親信軍官。同時，袁世凱還兼任督辦電政大臣、督辦鐵路大臣及會議商約大臣。在此期間，他在發展北洋工礦企業、修築鐵路、創辦巡警、整頓地方政權及開辦新式學堂等方面，都頗有成效。通過辦理新政，他得以“內結親貴，外樹黨援”，處心積慮擴張權勢，很快形成了一個以他為首的龐大的北洋軍事政治集團。
　　養精蓄銳 東山再起1901年李鴻章去世後，袁世凱接任直隸總督、北洋大臣，成為疆臣首領。1907年調任軍機大臣，成為中樞重臣。袁世凱大力襄贊新政，包括廢科舉、督辦新軍、建學校、辦工業等，第一支中國警察隊伍亦於天津成立。
　　1908年光緒皇帝及慈禧太后相繼去世，溥儀繼位，醇親王載灃攝政。載灃因為反對袁世凱的很多新政措施，更因為戊戌政變一事（他認為袁世凱出賣維新派，致使光緒被慈禧太后幽禁至死），對袁世凱非常痛恨，成為攝政王后立即解除袁所有差事；袁知其勢不吉，稱疾返回河南，最初隱居於輝縣，後轉至安陽。袁在此期間韜光養晦，暗地裡仍關心政事，等待時機復出。
　　1911年10月10日武昌起義，1911年11月1日清廷宣布解散皇族內閣，任命袁世凱為內閣總理大臣。11月13日袁世凱抵達北京，16日組織新內閣。其成員是：外務大臣梁敦彥，民政大臣趙秉鈞、度支大臣嚴修、學務大臣唐景崇、陸軍大臣王士珍、海軍大臣薩鎮冰、司法大臣沈家本、農工商大臣張謇、郵傳部大臣楊士琦、理藩大臣達壽。並以胡惟德、烏珍、陳錦濤、楊度、田文烈、譚學衡、梁啓超、熙彥、梁如浩、榮勛分任各部副臣。
　　北洋集團勢力的擴張，對掌握中央政柄的滿族親貴集團的世襲地位構成嚴重威脅，雙方權力之爭日趨激化。皇室親貴煽動一些御史上疏屢彈劾袁世凱權高勢重，任用私人，甚至預言將步曹操、劉裕後塵。1906年，袁被迫辭去各項兼差，並將北洋軍一、三、五、六各鎮交陸軍部直接管轄。次年，又被調離北洋，到北京任軍機大臣兼外務部尚書。1908年11月光緒帝和慈禧太后相繼病死，年幼的溥儀繼位，改元“宣統”，其父載灃為攝政王。1909年初，袁世凱被載灃罷去一切職務，令回籍“養疴”。但他的許多部屬依然位居要津，實權在握，袁世凱時刻準備東山再起。