光緒二十一年（1895年）五月，康有為和梁啟超聯絡十八省在京應試的1300多舉人，聯名上書光緒帝。於五月二日齊集都察院門前，請願上書，反對《馬關條約》的簽訂，提出“拒絕議和，遷都抗戰，變法圖強”的主張，史稱此舉為“公車上書”。上書雖未到達光緒皇帝之手，卻引起朝野各界巨大震驚，成為資產階級改良思潮發展成為政治運動的起點。
“公車上書”後，康有為中進士，授職工部主事。是年六月，他又第三次上書光緒皇帝，得到光緒帝的讚同；七月，康有為和梁啟超主辦《萬國公報》（後改為《中外紀聞》），日印1000份，一個月後，增至日印3000份，這是改良派在維新運動中創辦的第一份報紙；同年八月，康、梁又聯合帝黨官員侍讀學士文廷式，在北京組織了強學會，推陳熾為提調、梁啟超為書記員。強學會吸引了許多知識分子，又得到帝黨官員翁同和等人的支持，發展很快。同年十月，康有為又到上海組織強學會，吸收了章炳麟等人入會，並出版《強學報》。強學會由北京發展到上海，聲勢愈大，愈加引起頑固派的憎恨。次年，強學會和《中外紀聞》被查封。光緒二十二年（1896年）八月，維親派又在上海創辦《時務報》，由梁啟超任主筆。梁啟超寫的《變法通義》，在該報上連載。闡述了中國需要變法的必要性。上海的《時務報》和嚴複在天津創辦的《國聞報》居於南北輿論界的領導地位。嚴複並譯述《天演論》，介紹西方進化論學說，推動了變法運動的發展。《時務報》在幾個月之內，發行額達到一萬多份，風靡全國。第二年十月，湖南成立“時務學堂”，培養變法人才，梁啟超應聘任中學總教習，譚嗣同也經常在學堂講學，並發表《仁學》一書，批判了封建君主專製製度和封建倫理道德，主張衝破封建主義的一切羅網。光緒二十四年（1898年）春，譚嗣同等人又在長沙創同學會，湖南成為不斷推動變法運動走向高潮的又一個中心。從此維新派在全國許多省的活動迅速發展。
維新運動的迅猛高漲，變法思想的廣泛傳播，同統治階層發生尖銳矛盾，在清政府中掌握實權的頑固派，形成了以慈禧為首的“後黨”，對變法維新思想和活動，發動還擊。改良派與頑固派圍繞三個問題進行了論戰：一是要不要變法、要不要改變封建君主專製製度；二是要不要興民權、設議院、實行君主立憲的問題；三是要不要廢除八股取士的科舉製度、要不要提倡新學、提倡西學的問題。這場論戰，推動了變法維新運動向前發展。
光緒二十三年（1897年）十一月，德國出兵強占膠州灣，俄國派艦隊占領旅順、大連。改良派抓住這個時機，把救亡圖存的維新運動推向一個新高潮。同年十二月，康有為從上海到北京，向光緒皇帝第五次上書，提出若不及時變法，將會麵臨外國侵略者的“瓜分豆剖”，人民也會“揭竿斬木”起來反抗，並提出了救亡的上、中、下三策。上策是“采法俄、日以定國是，願皇上以俄國大彼得之心為心法，以日本明治之政為政法”，即全麵實行變法；中策是精選有才能的官員，聽他們關於變法的意見，謀議既定，決策施行；下策是朝廷通令各省督撫，根據各省的不同情況，實行變法。康有為認為：三策中間，能行上策，可以自強；能行中策，也可以保持一個弱國的地位；僅行下策，或者不至於全部淪亡。這次上書雖未及時送到光緒皇帝麵前，卻在全國廣為流傳，產生了巨大影響。於是光緒皇帝命李鴻章、翁同和、榮祿等五人召見康有為問話，康有為陳述了變法的意見，並批駁了榮祿的“祖宗之法不能變”的頑固思想和李鴻章的維持現狀的保守思想。隨後，康有為又呈遞了上清帝的第六書，也就是《應詔統籌全局折》，提出了全麵變法的三條根本辦法。即第一條“大誓群臣惟革命舊維新”；第二條“開製度局於宮中，將一切政事重新商定”；第三條在午門設立“待治所”，派禦使為監收，許天下人上書。光緒二十四年（1898年）二月，康有為向皇帝呈進第七次上書《俄大彼得變政記》，並附一奏折，再次要求實行變法。光緒皇帝看到康有為的這些奏折，對康有為的變法主張，越來越加以重視，維新運動開始與光緒皇帝結合起來。