他滿腔熱情地號召國人“救亡之道無他，隻有發憤而已”。1895年5月，康有為正在北京參加會試，為激發民心，他連夜起草了一份長達一萬四千多字的上皇帝書。“萬言書”痛陳割地賠款的嚴重後果，指出割讓台灣，民心散失，其他帝國主義必將接踵而至，中國“禍在旦夕”。“萬言書”強烈要求皇帝下詔檢討自己，遷都西安，發奮變法。“萬言書”定稿以後，康有為邀約各省舉人一千三百多人集會，他們一致在書上落名，並遞交清政府都察院，這就是曆史上有名的“公車上書”。公車上書衝破了清政府規定的士人不得幹政的禁令，反映了民族資產階級要求抵抗外國侵略、進行資本主義改革的強烈願望。標誌著醞釀已久的維新變法思潮已轉為有實際意義的資產階級改良運動。“公車上書”後，康有為得中進士，授工部主事。他再度兩次上書光緒皇帝，提出了變法革新的緊迫性和必要性。康有為三次上書使光緒皇帝頗為感動，下令把康有為的萬言書轉送給各省都撫，征求意見。光緒皇帝不甘為亡國之君，他從變法主張中看到了鞏固自己統治的一線希望，便決定起用這支拔地而起的新的社會力量。由於有了皇帝的支持，改良派獲得了一定的陣地和舞台。康有為和他的學生梁啟超在北京和上海組織了改良派的政治團體—強學會，創辦了兩日一刊的《中外紀聞》，為變法革新鼓噪呐喊。梁啟超一再聲稱，中國過去的曆史，皆為“停頓”的曆史。而要結束停頓，必須棄舊圖新，推行變法。要變法就必須向西方各國學習。而又隻有變法，中國才可能“在20世紀成為最可以有為之國”。改良派的激進代表人物譚嗣同在湖南創辦南學會，他在長沙每七日集會發表演講一次，宣傳“民權”思想，闡述“救亡之法”，大聲疾呼必須衝決封建三綱五常、倫理道德的羅網，打亂封建的統治秩序，中國社會才能大步向前邁進。改良派的另一個代表人物嚴複在天津創辦了《國聞報》，他在這份報刊中介紹了英國生物學家赫胥黎的名著《天演論》，運用生物進化論的觀點闡述社會發展規律。他指出：“物競天擇，適者生存，優勝劣敗，弱者先絕”。暗示中國猶如一個下了病危通知的膏肓之人，如不施用大的手術，起用良藥與猛藥，其滅亡是不可避免的。嚴複認為中國必須好好治理，而治理的最好辦法就是變法維新。從1895年至1898年期間，變法維新思想影響所及已經達於江蘇、湖南、直隸和廣東等省。全國創立了宣傳變法維新思想的學會、學堂和報館達300多所。
不少封建大官僚，例如翁同龢、文廷式、陳熾、張之洞、劉坤一、陳寶箴、黃遵憲和徐仁鑄等，都表示讚助變法。變法維新思潮運行於知識界和官宦界，仰賴於社會名流和上層人物，其成員在人數眾多的中國人中雖然微不足道。但在當時它已成為一股不可遏止的政治潮流。1897年冬，德國蠻橫地侵占了膠州灣。康有為又給光緒皇帝上了一道奏折，指出：“萬國報館，議論沸騰，鹹以瓜分而言，若箭在弦，省括即發”。並直接了當地對光緒皇帝說，“若不采取斷然措施，則江山可能異姓，帝位可能動搖”。在這種情況下，光緒皇帝決心力排萬難，推行新政。1898年6月11日（農曆戊戌年），光緒皇帝頒布了“明定國是”的詔令，正式開始變法。任命康有為做顧問，並任總理衙門章京。起用譚嗣同、劉光第、楊銳、林旭為“軍機四卿”，全權策劃變法。經光緒皇帝批準，下達了100多道實行新政的命令。其主要內容有：保護和獎勵發展工商業，修築鐵路，開礦建廠，改革財政，提倡辦報和出版書籍，建立近代化的陸海軍，廢除八股和提倡新學等。這些措施力圖從四個方麵革新清王朝的朝政。從經濟上講，要創造條件，為資本主義工商業的發展開辟道路。從政治上講，主張建立“君主立憲”製度，實現“君民合治”，在一定程度伸張民權。從軍事上講，主張富國強兵，建立可與西方匹敵的近代化國防。從文教上講，提倡吸收資本主義文化，提高中華民族的整體文化素質。這四個方麵也正是資產階級改良派公諸於世的改造中國社會的方案，無疑是有很大的進步意義的。從曆史唯物主義的觀點看，戊戌變法是中國經濟社會可能獲得重大發展的一個機會，一但變法成功，中國是有可能與歐美日並駕齊驅，成為梁啟超所說的“最可以有為之國”。可惜這個機會卻被錯過了。
錯過這個機會的主要責任者當然是資產階級改良派自己。值得指出的是，他們在整個變法過程中，隻是依靠比較開明的光緒皇帝作為政治上的靠山，然而光緒皇帝早已被慈禧太後和朝中的實力派架空，沒有多少政治軍事實力。反過來，他們對廣大人民群眾又極不信任。他們雖然反對嚴酷的封建專製製度，卻依然視起義農民為“亂黨”、“暴民”，他們一方麵竭力把自己打扮成超凡脫俗，普渡眾生的救世主，另一方麵又貶低中國百姓“民智未開”。這種對人民群眾的鄙視，使他們的改革得不到廣大普通老百姓的理解和支持。他們僅僅依靠皇帝、貶低人民已經鑄成大錯。可是不僅如此，他們又幻想帝國主義的支持，天真地認為英國是“救人之國”，日本是“唇齒之邦”。康有為準備在變法成功以後，聘請日本前首相伊藤博文為中國首相，這又在政治上犯了認敵為友的錯誤。而從根本上來講，改良派的總方針是脫離實際的，他們在封建關係盤根錯節、根深蒂固的中國，機械地照搬日本明治維新的經驗，不願意徹底改變封建製度。而主張通過自上而下的改良，與封建統治者達成某種默契，互作讓步，互為妥協。以圖建立資產階級和地主階級的國家聯合體。在這個聯合體中，又是以地主階級為主導的。他們害怕刀槍林立、伏屍喋血的革命，而特意為中國選擇了一條溫和的改良主義道路。豈知這種良好的願望隻能換來血淋淋的失敗。
所以改良派終究隻是書齋裏的改革家，他們無法動員民眾形成勢如破竹的力量去摧毀壁壘森嚴的頑固派陣營。所謂“舟行隘港，逆流阻之，風力阻之，積於之沙石又阻之，節節被阻”，正是當時改良派孤獨輾轉，身陷窘境的悲慘寫照。另一方麵，無論是封建階級洋務派，還是頑固派都是反對變法維新的。洋務派的代表張之洞寫了《勸學篇》一文，成為這一時期對抗維新思想的代表作。張之洞認為封建綱常名教是治國之本，是不能改變的。他們堅決反對新生的資產階級參與政權，在中國推行君主立憲。而頑固派的代表則是殺氣騰騰的，大學士徐桐公開講：“祖宗之法不可變”，“寧可國亡，不可變法”。總攬大權的慈禧太後更大罵變法“離經叛道”。改良派與洋務派、頑固派的鬥爭愈演愈烈，形成了一種奇特的政治角逐。變法在表麵上展開，政變卻在暗地裏策劃。慈禧太後強迫光緒皇帝罷免了包括翁同龢（光緒師傅，軍機大臣）在內的所有支持變法的官吏。任命親信榮祿擔任直隸總督，牢牢地把握軍政實權，一步一步地把光緒皇帝逼向山窮水盡的地步。接著又在9月21日宣布親政，廢除所有變法條令，將光緒皇帝囚禁在中南海四麵環水的瀛台，並下令四處搜捕改良派人士。戊戌變法運動從1898年6月11日光緒皇帝頒布“明定國是”的詔令到9月21日慈禧太後親政，僅僅103天就冰消瓦解，史稱百日維新。資產階級改良派大多東奔西突，四處逃散。康有為、梁啟超在外國人的庇護下分別逃到香港和日本。康有為之弟康廣仁與楊深秀、林旭、劉光第、楊銳等人則束手就擒。譚嗣同早已獲悉慈禧太後可能發動政變的陰謀，但卻堅持不走。事變後一位日本朋友勸他出逃，並說：“你們中國有一句老話，留得青山在，不愁沒柴燒……”譚嗣同卻答道：“各國變法無不以流血而成功，今中國未聞有因變法而流血者，此國之所以不昌也，有之請從嗣同始”。他決心用自己的鮮血和頭顱昭示後人。從9月21日至26日，譚嗣同處之泰然，呆在家裏妥善地料理後事，他給康有為和梁啟超寫了兩份絕命書，痛徹心肺地指出：“死不足惜，可惜瓜分大禍就在眼前，”殷切地期望“後死諸君”為拯救中華繼續奮鬥。26日譚嗣同被捕，28日慈禧太後未經任何審訊就將譚嗣同、楊銳、林旭、劉光第、康廣仁、楊深秀斬於北京菜市口。麵對屠刀譚嗣同昂首向天，麵不改色，並向圍觀群眾慷慨陳詞：“有心殺賊，無力回天，死得其所，快哉！快哉！”這一鏗鏘有力、千古詠歎的告別詞，展現了驚心動魄的曆史畫卷。譚嗣同這種不怕犧牲，甘願獻身革新事業的勇敢精神，遠遠超出了當時維新派的其他人物，譚嗣同是中華民族愛國主義英雄群體中的一顆璀璨明星。