馬關條約簽訂後，輿論譴責李鴻章，而作為誘發戰爭的罪魁禍首，為躲避責任，袁世凱眼看李鴻章將要失勢，即不時與翁同龢、李鴻藻聯絡，提供不利於李鴻章的證據，並親自撰文，彈劾李鴻章。因此得到頑固派的賞識，被任命訓練新軍。
二十一年（1895年）十月二十二日，清政府命令袁世凱接管“定武軍”十營，作為改練新軍的基礎，駐紮天津附近的小站。袁又添募2000餘人，依照德國軍隊的編製，編成“新建陸軍”，聘請德國軍官進行訓練。二十三年（1897年），因練兵有功，升為直隸按察使，仍專管練兵事宜。
二十一年（1895年）閏五月，袁世凱把康有為的“萬言書”遞交到督辦軍務處，並參加強學會。二十四年（1898年）七月，變法運動達到高潮，袁世凱派徐世昌到北京與維新派聯係。光緒帝接受了維新派“撫袁以備不測”的主張，召見握有重兵的袁世凱，特賞候補侍郎，專辦練兵事務。八月初三日晨，康有為、譚嗣同等接到光緒帝求救和催促康有為離京的密詔，當晚，譚嗣同密訪袁世凱餘法華寺，要求他殺榮祿，除舊黨，助行新政。袁當麵一口答應，並慷慨激昂地說“誅榮祿如殺一狗耳”。事後，經過反複權衡，認為維新派實力有限，難成大事，遂立即返回天津，向榮祿告密。慈禧囚禁光緒帝，捕殺譚嗣同等“六君子”，戊戌變法失敗。袁世凱因此取得榮祿等的信任，從此進一步飛黃騰達。袁世凱的新建陸軍隨即改名為武衛右軍，成為榮祿掌握的“武衛軍”之一。不久，升工部侍郎，仍專管練兵。二十六年（1900年）二月十四日，升授山東巡撫，率領武衛右軍赴任。時正值山東義和團運動高漲，袁世凱頒布《嚴拿拳匪暫行章程》，鎮壓義和團運動。八國聯軍侵華後，清政府命令袁世凱率軍拱衛京師，袁隻派少數兵力到山東、河北交界處虛於應付。派人與各國駐煙台領事洽談，按照東南互保例達成協議，表示“中立”。一麵，向逃亡中的慈禧進貢餉銀、綢緞，兩麵討好。八國聯軍侵華戰爭，使榮祿的4支武衛軍全部崩潰，隻剩袁世凱的武衛右軍完整保存下來。且在鎮壓義和團過程中，袁世凱又借機擴充“武衛右軍先鋒隊”二十營，所部已約2萬人，成為北方最大的武裝力量。
軍閥形成
二十七年（1901年），李鴻章逝世。被李鴻章大罵為小人的袁世凱署理直隸總督，兼充北洋大臣（翌年改為實授），在內、外政策方麵，完全繼承李鴻章的衣缽，並將淮係集團全部吸收過來，政治、軍事勢利迅速膨脹。清政府籌辦新政，成立“督辦政務處”，讓袁世凱兼任參予政務大臣、練兵大臣。他在保定創設北洋軍政司（後改為北洋督練公所），自兼督辦。下轄兵備、參謀、教練三處，以劉永慶、段祺瑞、馮國璋分任總辦，開始編練北洋常備軍，即北洋軍。同時，奏派趙秉鈞創辦天津及直隸各州縣巡警，將京畿警權掌握在手。此後，又兼任督辦商務大臣、電政大臣、鐵路大臣。二十九年（1903年）十一月，他建議清政府設立練兵處，編練新軍，請慶親王為總理練兵大臣，自己為會辦大臣。編成北洋軍6鎮，共6萬餘人。除第1鎮是鐵良統率的旗丁外，其餘皆是袁世凱的親信，以袁世凱為首的北洋軍閥集團基本形成。當時，“朝有六政，每由軍機處向諸北洋”，才能作出決定。袁世凱權高震主，三十三年（1907年），清政府調他為軍機大臣兼外務部尚書，削去了兵權。三十四年（1908年），光緒帝與慈禧先後死去，宣統皇帝繼位，攝政王載灃監國，以袁世凱有足疾為名，勒令其回河南彰德養病。
宣統三年（1911年），武昌起義爆發。清廷被迫起用袁世凱為湖廣總督，然後又任內閣總理。袁世凱借機迫使清帝退位，南京參議院也隻得選袁世凱為大總統。後，袁下令解散國會，廢除《中華民國臨時約法》，接受日本提出的《二十一條》，實行帝製，改元鴻憲。
憂病而死
蔡鍔等在雲南發起討袁的護國戰爭，貴州、廣西、廣東、浙江等省紛紛響應。民國五年（1916年）二月十九日，袁世凱被迫宣布取消帝製，仍稱大總統。五月初六，袁世凱因腎結石轉為尿毒症，在舉國上下一片責罵聲中，憂病而死。終年57歲。