5日上午，在開化派公布新政府名單時，清軍將領們也在磋商挽救局勢的對策。吳兆有、張光前全都表示“沒有北洋的命令，不敢輕舉妄動”；袁世凱強調事出緊急，已不可能待命而行；陳樹棠則轉達美、英、德三國使節要求清軍暫緩行動的勸告，並表示自己意見與之相同，與袁世凱交好的金允植也來函希望清軍暫緩出動，以免傷及被日本人挾持的國王與王妃。會商結果是，先由袁世凱負責爭取由其編練的朝鮮新軍，清軍暫時按兵不動，由陳樹棠、吳兆有緊急函告李鴻章朝鮮發生政變，請求增兵並指示對策。函件由泰安艦遞送，途經旅順時，交袁保齡先以電報拍發。
當晚，袁世凱向朝鮮新軍發放上等成色的黃金600兩，並與左右營指揮官金鍾呂、申泰照秘密約定，次日率兵入宮，共同護衛國王。
6日上午，因為親日派政府發布改革政綱，漢城居民都已知道政變是親日派勾結日本人所為，“舉國惶恐”。幸免於難的親清派政府成員紛紛要求清軍出兵幹預，金允植、南廷哲親赴清營“痛哭乞師”，領議政大臣沈舜澤準備了印鑒文書懇求出兵救助國王，內監沈相薰、承旨李鳳九也以密函報告了宮內日本人和親日派的最新動向。袁世凱在吳、張等人猶豫不決，致日本公使竹添的信函也遲遲沒有答複，事態緊急，間不容發的情況下，以“將在外，君命有所不受”的氣魄，力主即刻入宮戡亂。吳、張請再告急於北洋。袁世凱豪言：“朝鮮的防務和外交，我負有專門的責任，如果因為挑起爭端獲罪，由我一個人承當，決不牽累諸位。”吳、張這才勉強答應。袁世凱隨即“按約定會合朝鮮左、右營，整隊分三路入宮”。袁率一營及朝左右營自任中路，入敦化門；吳兆有率一營為左路，入宣仁門；張光前率一營為右路，負責策應。
袁世凱帶隊入宮後，即遭到守軍猛烈射擊，槍子如雨，清軍還擊，雙方展開激戰。宮內頃刻大亂，閔妃攜王子趁亂逃出宮門，投奔北山清軍營地。清軍攻至景佑宮，發現國王已被轉移，遂與退守樓台的敵軍展開又一輪的激戰。袁身先士卒，勇猛進取。竹添首先動搖，率領日軍退回使館，金玉均、樸泳孝等政變骨幹亦隨之逃往使館，一路上受到聚集在宮外的市民的追打。洪英植等則護衛國王出宮赴北廟避難。整個戰鬥僅持續了一個時辰，清軍獲勝。袁世凱懸重賞打探國王去向，夜間方探到國王下落，遂將國王接至吳兆有軍營，洪英植等試圖阻攔被殺。
次日上午，國王移居袁世凱所部軍營，並召集原政府成員金弘集、金允植等，商議善後，組成了以沈舜澤為首的新政府。8日，國王召見各國使節，告以政變平息。日使竹添因使館連日遭到憤怒的漢城民眾的圍困和襲擊，自焚使館，率領使館人員、駐軍和金玉均、樸泳孝等政變骨幹逃往仁川領事館。
甲申政變，以中國大勝，日本慘敗告終。此後，袁世凱應朝鮮國王之邀，居“偏殿樓下，與國王居所僅一牆之隔，朝夕接觸會晤，握手談心。各部大臣每日必造訪袁公稟告公事，環繞左右聽指揮。……袁公不動聲色，代韓內籌撫治，外輯邦交。一個月來一手秉筆，一手按劍，衣不解帶，目罕交睫。當時年齡才二十六歲，頭發卻由此而斑白”。
甲申政變的平息，袁世凱功勞最大，但是，他不惟未獲清政府嘉獎，反而遭受物議，甚至遭到李鴻章派遣大臣前來查辦，竟致被迫回國避風。
大功者反遭查辦，原因究竟何在？
原來，根子就在當時對袁世凱不滿的慶軍將領們的身上。產生齟齬的最初原因，是袁世凱在壬午兵變時，勇於擔待、雷厲風行地整飭軍紀，得罪了慶軍將領。常言道：木秀於林，風必摧之；鋒芒太露，人必非之；有擔當者，必遭人嫉妒。袁世凱在入朝前後，已經因敢於任事而得罪了不少人，而甲申之變，袁世凱又不待清廷指示，就自作主張加以平定。在平定政變中，為了爭取和安撫人心，袁世凱又挪用軍餉獎掖朝鮮新軍和撫恤死難韓人家屬。因此，此役之功雖係袁氏力主促成，但他也因此遭到吳兆有、張光前、陳樹棠等人的妒忌、詆毀而受到了李鴻章的嚴厲申斥。功高遭忌，這本是官場上的常事。袁世凱堂叔袁保齡在給袁的信中說：“你此次朝鮮之功，眾論昭然，而吃吳某如此大虧者，就是犯了闊字之病。行有不得，反求諸己，怨天尤人，有什麼益處呢？”所謂“闊”者，指的是袁世凱敢於任事，出手大方，好鋪張排場，不吝惜錢財之事，這確是袁世凱為人行事的一貫特點。所以，袁保齡才有“你的舉動總不免於闊，是一個大毛病”的責備之言。不過，袁世凱之所以遭到申斥，其根本原因在於他風頭太盛，遭到了淮軍宿將們的忌恨而已。