廢棄了《臨時約法》，解除了束縛，掃除了障礙，袁世凱便開始按照自己的意圖改組政府機構。名曰創新，實則複古。其所設“新機構”大都由前清脫胎而來，氣派和儀式也著意模仿帝王。他逐步確立起來獨裁製度，集權力於一身。
1914年5月1日，袁世凱根據《中華民國約法》的規定，通令全國，宣布廢除國務院，於大總統府設立政事堂，所有官署自即日起，把以前呈報國務總理的事件一律改呈大總統。政事堂設國務卿一人，對袁世凱直接負責，相當於前清首席軍機大臣。特任徐世昌為政事堂國務卿；公布了各部總長名單；各部長、局長，除湯化龍、張謇屬進步黨外，其餘都是袁黨。安排湯、張入閣，一來裝點門麵，二來便於將來利用。
袁世凱此時請出把兄弟徐世昌任國務卿，卻有一番用心。兩年前袁當選為臨時總統時，曾想請徐世昌助一臂之力，但徐看到民國初建，黨派林立，必定同專橫武斷的袁難以合拍，同時也會遭到各方非議，不願出頭，想等待一個適當的時機。因此向袁表示，現在出仕，愧對清室，約以二年後出山。袁知其心，不勉為其難。徐世昌便以遺老自居，拖著一條辮子，躲進青島租界當了寓公，以示不忘清室，不做民國的官，裝作學習“恥食周粟”的伯夷、叔齊。但袁、徐之間的聯係從未間斷。表麵上不問政事，實際上暗中參與袁的各項重大決策，早有“海濱宰相”之稱。5月1日命令發表後，他仍然裝模作樣地上呈辭謝，說什麼國務卿“責任至為重大”，本人“衰朽遲鈍”，“世情久已淡忘，政務諸多隔閡”，“不敢輕於一試”，請收回成命，而他則可以散員的身份留居京寓，遇有所見，隨時獻納，“盡其一民之義務”。次日袁批示：“難進易遲，此為君主時代屬於一姓一家者言之。若夫共和政體，天下為公，選賢與能，同服義務，但當學伊尹之任，不當學伯夷之清。本大總統亦國民一分子耳，俯仰天地，複何所求，徒以全國人民群相推挽，撐持危局，舍我其誰！苟非為國得人，即藐躬未為盡職。讚襄國務，必有誌成。……萬勿推辭。”經袁世凱這一番“責以大義”，徐世昌不敢“自耽安逸”了，且“念興亡之有責”，便很快走馬上任了。
盡管是把兄弟，袁對徐並不完全放心，兩天後公布政事堂組織令，政事堂除設國務卿外，還有左右丞二人，其地位略低於國務卿，也直接對袁世凱負責，用來防止出現國務卿專權的局麵。袁安排自己的癰臣楊士琦為左丞，右丞則讓徐的心腹錢能訓擔任。徐世昌深知袁的用心，於是明哲保身，決不冒犯袁，關於大政方針，他從不主動提出方案，變革現實的一切指導思想都是袁向他提出來的。他隻是提供建議，供袁參考，以及起草告令，製定一些為達到目標必須使用的策略性的辦法。5月4日，袁世凱親臨政事堂訓話，聲稱本大總統當與諸君以“潔己自愛，開誠布公”八字共勉，“以共挽狂瀾，維持大局”。
經袁如此“責以大義”，徐不敢“自耽安逸”了，且“念興亡之有責”，便走馬上任。並親自書寫了“後樂堂”匾額，懸掛於政事堂，取“先天下之憂而憂，後天下之樂而樂”的意思，以標榜自己不是來做官，而是為國民盡義務的。
政事堂包攬一切行政大權，內閣時代的總長職權大大削弱。過去總長在國務會議上可以就全國大政方針展開討論，與總理共同做出決策。現在行政大權集中到政事堂，政事堂又完全聽命於袁，總長除有時在會議上就本部門問題發表些意見外，其他權力一概在無形中取消。這樣袁世凱的獨裁統治得到了加強。
5月8日，袁世凱撤銷了前總統府軍事處，成立陸海軍大元加統率辦事處，掌管全國軍事。該處未設最高長宮，由他親自掌握，此乃與政事堂不同之處。
統率辦事處有大辦事員6人：參謀次長陳綾、陸軍總長段祺瑞、海軍總長劉冠雄以及薩鎮冰、蔭昌、王士珍。
陳綾是黎元洪的人，黎兼參謀總長從未到職，一直由陳代理，袁讓陳參加，有拉攏黎的意思。
統率辦事處成立後，袁世凱命陸軍部、海軍部將重要公事移到辦事處處理，把這兩部的實權抓在自己手上，以便在軍事方麵搞專製獨裁。
統率辦事處還新設一個特殊機構——軍需處。軍需處和辦事處是什麼關係，袁從未言明，處長由辦事處的總務廳長唐在禮兼任。軍需處本是陸海兩部主管行政的部門之一，專門辦理軍需供應一類事情。而袁所設的軍需處，任務卻是調撥支付總統的特別費用。所謂特別費用，有用於軍事方麵的，如購買軍火，擴充軍團，開辦軍校，收買敵方軍官，支付被收買士兵的開拔費，等等；有用於政治方麵的，包括政治性的收買費用，采訪、通訊、宣傳的行動費用，以及發動帝製的費用，等等。二者相比較，後者的支付又超過了前者。所以，袁世凱所有需要撥付的特別費用，皆由軍需處辦理，由唐在禮操持。不僅撇開了陸、海軍兩部，撇開了財政部，連統率辦事處和政事堂也撇開了。
袁世凱以秘書廳原班底成立了一個內史監，專門負責辦理“關於大總統切身政務機密者”。安排原副秘書長阮忠摳為內史長，曾彝進、王式通為副內史長，夏壽田、張鳳台、劉春霖、董士佐等10餘人為內史。從清末北洋時代起，阮忠樞就充當袁和北洋文武官吏之間的聯絡人員，專門負責傳達機要指示和反映下情，對袁忠心耿耿。
開辦政事堂的同時，袁世凱下令裁撤了總統府秘書廳，把秘書長梁士詒調離總統府。梁的失寵，是因為梁引起了袁的猜忌。自從1912年3月北洋政府成立起，梁士詒一直擔任秘書長，綜攬中樞機要，5月又兼交通銀行經理。第二年秋還一度代理財政部務，權傾一時。他常常代表袁與各方接洽，有“二總統”的綽號。平時，梁利用秘書長職權，培植個人勢力，在北洋財政界形成著名的交通係；特別是受命組織公民黨後，勢力更為膨脹，儼然成為政府黨黨魁，使袁世凱深感不安。1914年初，袁征詢他對改製的意見，他建議將秘書廳加以擴大即可，而不必另設國務卿。這恰為袁所忌，至此，他再也不能容忍了，遂下決心將他攆出總統府，安排一個稅務處督辦的差事。
為了加強對各級官吏的管理和威懾，袁世凱設立了平政院，負責彈劾和審理違法官吏，這相當於前清禦史台。又仿照前清都察院，附設肅政廳，以莊蘊寬為都肅政使，以王瑚等人為肅政使。袁世凱電召清末因參奏他和權貴而享盛名的禦史趙炳麟、安維峻等人京擔任肅政使，以表示寬大為懷，“任人唯賢”。5月25日，他接見平政院長汪大燮和都肅政使莊蘊寬及肅政使14人，說道：“中國之大，官吏之多，一人耳目不能周到，故靠諸君主持風憲。”表麵上重用他們，實際上是閑曹而已。在袁大人獨裁統治下，一切是他說了算，彈劾和審理俱托空言。
1914年5月24日，袁世凱公布參政院組織法。26日任命副總統黎元洪兼院長。黎入京後，袁規定每月給他3萬元的高薪，比鄂軍政府時月支20元足足增加了1500倍，稍後還與他結為親家。黎元洪知道他的親家翁是個善變戲法的政治魔術大師，他越想越不妙，三十六計，走為上計。他屢次請求出國遊曆，或者回籍省親。可是，袁也想到：如果讓他離開北京，等於放虎歸山，
今天這個手中的俘虜，明天可能成為敵人。因此總是好言勸留，並派人暗中監視。黎無法升天入地，索性裝聾作啞，不言不笑，如同辛亥年被革命黨人抓住逼他造反的情景一樣。 參政共70名，都由袁親自選定。他們當中有當朝的顯宦，有立憲派、進步黨名流，有實業界資本家，有屈膝變節的革命黨人，而大部分則是老態龍鍾的前清大官僚。當時有人對此不理解，曾問袁世凱為什麼這樣安排。袁答道：“漢之良相即亡秦之退官，唐之名臣即隋之故吏，政治不能憑虛而造，參政責任綦重，非富有經驗者不理。”英國公使朱爾典也出來幫腔，他說：“中國昔時之老成物望者皆聯翩而出”，這是政治穩定的吉兆。參政院成立之日起，政治會議即行停止。
參政院於6月20日開幕。所議各案，都由政府交來。其中最為重要者是梁士詒提出的“大總統選舉法修正案”，8月18日提案得到全院通過，即轉交約法會議製定出《修正大總統選舉法》，12月29日由袁世凱公布。新選舉法規定：總統任期10年，連任無限製，隻要參政院議決，即可連任，無須改造。總統繼任人由現任大總統推薦3名候選人，書之嘉禾金簡，藏之金匱石室，屆時交大總統選舉會選舉。選舉會由參政院參政和立法院議員各50名組成。根據這個規定，已經54歲的袁世凱，實際上不僅成為終身總統，而且有權傳子，世襲罔替。要是袁世凱高興，將他自己的3個兒子推為繼任總統候選人，這大總統無論怎麼選，都永遠屬於袁氏家族。不過，終身總統也好，世襲總統也罷，都不是袁世凱的最終目的。他之所以要搞這一套，主要是為了把總統打扮得更像個皇帝，以便屆時由總統變為皇帝使人們不感到突然，減少阻力。他采用的是步步高升、穩紮穩打的戰術。
袁世凱是過來人，害怕疆吏大員學自己的樣子擴張實力，擁兵自重。因而對勢力日漸膨脹起來的軍閥很警覺，設法限權、分權。在改革中央軍政機構得手後，接著改革地方製度。1914年5月間，他對地方官製草案“親手筆削，已易數稿”，5月23日正式公布。
為了防止他們形成尾大不掉之勢，在鎮壓國民黨開始時，他就擬定了一個改變地方機構的方案，準備縮小全國行政區劃，廢省改道，把都督、民政長一律取消，道設文職道尹一人，武職設鎮守使一人，最多管轄一個師的軍人，使任何一個地方的軍事和行政長官，都不可能形成可以與中央抗衡的封建割據勢力。但因正在同國民黨作戰，怕影響軍閥的積極性，不能實現武力統一，該計劃最終未能付諸實施。
現在他覺得不宜再拖，可是又怕直接得罪軍閥，引起軍閥離心離德，於是授意黎元洪出麵倡議廢督，達到自己的目的。
北洋軍閥集團是一個以謀取個人私利結合在一起的反革命武裝政治集團，廢督主張損害了他們的切身利益，他們尋找各種借口橫加抵製。袁見此法不靈，隻得采取用特政長官稍分其權的辦法，過渡一個時期，再作緩圖。
6月30日，袁世凱又下令各省都督改稱將軍，督理本省軍務，其性質僅為統率辦事處派出代管當地駐軍的指揮官。這些有地盤的將軍都分別冠以“武”字或“鎮安”字樣，如威武將軍陸建章，督理陝西軍務；鎮安左將軍盂恩遠，督理吉林軍務。“有特殊功勳者”則稱為上將軍，如彰武上將軍段芝貴，督理湖北軍務；振武上將軍龍濟光，督理廣東軍務；宣武上將軍馮國璋，督理江蘇軍務。袁世凱又在北京建立將軍府，設將軍諸名號，大都冠以“威”字。將軍府名為“軍事之最高顧問機關”，實際是用以安置無地盤無軍隊的閑散將領。任命段祺瑞為建威上將軍兼管將軍府事務。袁的本意是隨時把一些自己信不過的“武”字將軍變為無用武之地而徒有“威”名的將軍，以便於他對軍隊和地方的控製。
以巡按使加將軍銜督理軍務的有：河南田文烈、直隸朱家寶、甘肅張廣建、新疆楊增新。 袁世凱任命了將軍，或授予“威”，或授予“武”，將軍們也投桃報李，回贈他一個尊號：“神武大元帥”。
自從設立陸海軍大元帥統率辦事處以後，袁世凱將軍權抓到了自己手上，段祺瑞控製的陸軍部權力落空了。段對此極為不滿，從此經常不到陸軍部辦公，一切事務由次長徐樹錚代辦，並常常借故缺席統率辦事處的會議。
袁決定奪回軍權，設立陸海軍大元帥統率辦事處是第一步，第二步是建立模範團。
1914年10月，袁世凱在軍事上采取一個重大措施——建立模範團。
1914年10月，袁世凱以北洋軍暮氣沉沉為由，決定在統率辦事處下建立一個類似軍官教導團性質的軍事學校，使之在軍隊中起模範作用，逐步改造北洋軍隊。抽調北洋各師下級軍官為士兵，各師中、高級軍官為該團下級軍官。每期半年，一期培訓兩個師的軍官。這樣培訓下來，在軍隊中造成專供自己指揮的特別係統，最終把段的勢力排擠出去。 模範團的建立，始於蔣方震的條陳。
蔣畢業於日本士官學校第三期，蔣在北洋留學生中是個特殊的“文武全才”，袁很器重，但又疑其在德國同國民黨有關係，故歸國後僅讓其擔任保定軍官學校校長，未讓其帶兵。
蔣痛恨日本侵侮中國，很想借軍事教育發揚尚武精神，於是提出練兵雪恥的條陳，主張改變練兵的老辦法，完全采用德國的軍事教育方法，創辦中國士官學校。
袁世凱看到，剛愎自用且有主見的段祺瑞羽翼已成，在陸軍中隱然形成一種強大勢力，這又刺激著他去進行改造軍隊的工作。
袁段之間關係本來極深，既有多年的袍澤關係，又有親戚關係。袁的夫人於氏隻生袁克定一人，沒有女兒，認世交的一個女兒張佩蘅作義女。
段祺瑞斷弦後，袁作主把張嫁給段。有了如此非同尋常的雙重關係，照常理袁對段是完全可以信賴的。
可是，搞慣了陰謀詭計的袁世凱對誰都不十分相信，隻是加以利用。 見段在軍隊中培養勢力，即疑段要奪兵權。政治上的利害壓倒了親戚袍澤情誼，他決定建立模範團，培養軍官，在軍隊中建立專供自己指揮的特別係統，進一步加強軍事集權，逐步把段的勢力排擠出去。
袁建立模範團的另一個重要目的，是建立一支絕對忠於自己的軍隊，確保皇位。
他特別想到其子都與北洋舊軍隊素無深切關係，對那些宿將尤其不能加以指揮，如不為“太子”培養羽翼，將來自己“晏駕”，“太子”無法震懾，天下就非袁氏所有了。
基於以上考慮，他認為蔣方震的設想正可利用，力表讚成。
袁克定是帝製的狂熱鼓吹者和重要策劃者。
此人野心之大，不在乃父之下，因此極力慫恿乃父實行帝製。
在他周圍聚集著一小撮小人，日夕策劃著實行帝製的步驟，1914年下半年，其活動已由言論進入實行階段。
他對段祺瑞不買自己的賬極端嫉根，急於在軍隊中樹立自己的威望，故對蔣方震的意見亦很欣賞。
段祺瑞不甘當有名無實的陸軍總長，對蔣方震橫加刁難，對建立模範團百般阻撓。袁越發感到有組織模範團的必要。段無辦法，隻得同意。 開始，袁世凱提出叫袁克定任模範團團長，段祺瑞硬梆梆頂了一句：“我看他不行吧。”
談了半天，段仍堅持己見。袁最後氣急敗壞地問：“你看我行不行呢？”
把段噎了個半死，氣得鼻子都歪到一邊去了。
模範團第一期袁世凱索性自兼團長，陳光遠為團副。第二期則交由長子袁克定為團長，陸錦為團副。陳光遠和陸錦都是袁克定挑選的，所以模範團實際由袁克定一手包辦。這是袁世凱有意為自己的兒子在北洋軍中樹威望，為“家天下”作好準備。袁克定與北洋舊軍隊素無深切關係，對那些大將尤其不能指揮，要這些大將服氣確實很難。段祺瑞，對於袁世凱感恩戴德，願受驅策，不成問題，但在袁克定麵前則毫不謙讓，對袁世凱身邊的人也常以盛氣淩之。這些反映到袁世凱那裏，袁世凱沉不住氣了，對段說：“你氣色不好，想是有病，應當休息休息。”聽罷此言，段祺瑞意識到問題的嚴重性，隻好托病請假“療養”。1915年5月，段祺瑞上書稱病，同時，還要求辭職。這正中袁世凱的下環，他一陣虛情挽留之後，便順水維舟地答複段祺瑞：“給假兩個月，並頒給人參四兩，醫藥費五千元，以資攝衛。”自段請假後，袁幾乎每天派人送去雞汁、參湯之類的滋補品，體貼極其入微。而段不敢嚐一口。5月31日，袁任命王士珍署理陸軍總長。王則以段為鑒，對袁唯命是從，遇事決不固執已見，切忌犯顏，又不培植私人勢力，因而頗得袁的歡心。不久，袁世凱又授意肅政廳彈劾徐樹錚訂購外國軍火浮報40萬元，借此於6月26日下令免去了他的陸軍次長職務，另派心腹田中玉取而代之。8月29日，袁世凱一不做，二不休，索性明令免去段祺瑞陸軍總長職務。至此便將段的勢力從陸軍部清除掉了，從而去了一塊心病。