如武备学堂毕业生王士珍、段祺瑞、冯国璋等。王、段、冯三人后来成为袁的得力干将，称“北洋三杰”，有“龙”、“虎”、“狗”之称。不管来自哪一方面的军事人才，袁世凯均以拜把兄弟、收义子门生、搞政治联姻、进行金钱收买等手段，建立类似湘、淮军的宗法式关系。袁世凯与徐世昌结为盟兄弟，段祺瑞成了袁的干女婿，段芝贵是袁的干儿子，袁还说合家庭教师周某当了冯国璋的继配夫人。
1898年戊戌变法期间，袁世凯的新建陆军与董福祥的“甘军”、聂士成的“武毅军”，一同隶属于直隶总督荣禄之下，并称北洋三军。戊戌变法失败后，清廷建武卫军。武卫军分为前、后、左、中、右五军。荣禄任武卫军统帅兼统武卫中军，聂士成统武卫前军，马玉昆统武卫左军，袁世凯统武卫右军，董福祥统武卫后军。武卫右军即由新建陆军改编而成，兵员一万七千人，是武卫军中最精锐的部队。1900年初，袁世凯补授山东巡抚，带武卫右军随赴山东。袁世凯将山东旧军三十四营改编成步、马、炮二十营，定名为武卫右军先锋队，人数一万余人。经八国联军之役，武卫军的前、后、左、中四军除左军马玉昆部外，几乎全都崩溃。武卫右军不但没遭损失，反而得到扩充，成为北方最大的武装力量。
《辛丑条约》签订后不久，李鸿章病故。1901年，清廷授袁世凯署直隶总督兼北洋大臣，赏戴双眼花翎加太子少保，并将张之洞创办的“自强军”
交由袁世凯酌量分布训练，袁世凯的军事实力进一步扩充。
1904年，清廷设立练兵处，由袁世凯任练兵大臣，以袁世凯的心腹徐世昌为总提督；王士珍为军政司正使；冯国璋为军学司正使；段祺瑞为军令司正使。练兵处既是新军编练的最高领导机关，又是新军编练的督察机关，职权非常广泛，凡新军章制操法、将领奖惩升迁、军官培养、派员留学、枪炮弹药、后勤马匹等无所不包。1904年，袁世凯改“武卫右军”为“北洋新军”，成立三个镇，计六十三营，扩兵到两万五千人。1905年改为“北洋常备军”，又新建三个镇，军队扩充到八万人。除第一镇由满人铁良统率外，其余五镇都是袁世凯的嫡系，主要将领均为小站练兵出身，着名的北洋六镇就此形成，这是清末新式陆军的基础力量，也是后来北洋军阀的渊源。
袁世凯在淮军多年，懂得“兵为将有”的重要性，一心把军队变成私人武装，除他之外，任何人不能驾驭。新建陆军各营均供袁世凯长生禄位牌，每天上下操集合时将领都要问士兵：“咱们吃谁的饭？”士兵齐声回答：“咱们吃袁宫保（清廷封袁世凯为太子少保，称‘宫保’）的饭！”官长又问：
“咱们应该为谁出力？”士兵又齐声口答：“咱们替袁宫保出力！”而将领进退荣辱完全操在袁世凯手中，唯袁世凯之命是从，后大都成为袁世凯的亲信、死党和北洋军阀集团的要员，即所谓小站系北洋军阀。
新建陆军是创练新军的模范，将来再度添练新军，必定由这支军队抽调骨干担任教练，这样袁世凯便成了全国新军的总首领，而新军官兵只知有袁宫保不知有清帝，只知有袁世凯不知有国家民族。
小站练兵起家的北洋军阀后来出了四个民国总统——袁世凯、冯国璋、徐世昌、曹锟；六个民国总理、陆军总长——段祺瑞、王世珍、段芝贵、唐绍仪、张怀芝、靳云鹏；三十四个督军。此是后话。
在当时西方人的眼中，李鸿章是中国的改革之父。而袁世凯是李鸿章的最佳继承人，他“一直负责推动整个大清国的现代化进程”，是少数可以左右李鸿章之后政局、带领中国走向现代化的政治人物。
如上文《纽约时报》特约撰稿人托马斯·密勒所言，袁世凯是清朝趋向改革和进步的高层官员中的“第一人”，他是“第一个认真学习国外军队的组织方法和战略战术的人，并且也是第一个极力鼓吹军队必须实现现代化的人”。他“虽然不是清国的改革之父，但他能让改革继续进行下去”。他“素质全面”，具有“异常才智”且“野心勃勃”。他善于利用政治时机并有能力把自己推上最高权力的宝座。他吸取了中日战争和义和团式反西方的教训，主张尽量寻求西方国家对中国的支持和谅解，以便推动保守的渐进改革。
1901年初，清廷成立推行“新政”的主持机关督办政务处，颁布了一系列新政法令。因有戊戌变法的前车之鉴，不少官员对此次新政持消极观望态度。时任山东巡抚的袁世凯则以“急进改革者”的面目出现，立即于当月向朝廷条陈筹办新政办法十条，涉及政治、教育、经济等多个方面，并首先在山东身体力行，积极推进新政。袁世凯担任直隶总督、北洋大臣、参预政务大臣等八大臣后，对各项新政，更是事事率先倡办。论者以为，“清廷革创之政，几乎均出其手”。
此间，袁世凯通过实际把持“练兵处”控制全国练兵的用人、经费、军械制造、考察等权，“借清政府雷霆万钧之力”，迅速完成编练北洋六镇。以辛丑条约规定中国不准在天津地区驻军，又训练三千警察，取代军队进驻天津，管理社会治安。同时在政治、经济、教育等各方面均有革创。比如在教育方面，废除科举，大力开办新式学堂的重大变革，便是在袁世凯领衔上折之后得以实施。
1908年6月，袁世凯首次正式接受美国记者采访，对新政改革畅谈了自己的看法：
问：“大清国的管理体制和民众从本质上都是趋向民主的。如果民主的历程一经启动，就将极大地增加帝国复兴的可能。您对此怎么看？”
袁：“我们内部的管理体制必须从根本上加以改革，但这却是一件说起来容易做起来非常难的事情，因为它牵涉到要彻底改变甚至推翻现在体制的某些方面。而这个体制已经存在了许多个世纪，诸多因素盘根错节地紧紧交织在一起。就民意支持的状况而论，我感到可以肯定的是，如果给我们时间再加上机遇，我们无论如何都能够实现改革的大部分目标。”
问：“最需要改革的是什么呢？”
袁：“财政制度、货币流通体系以及法律结构。只有做好了这些事，大清国才能真正理清国家正常的经济和政治生活。这三项改革中的任何一项都与其他两项有着密不可分的依赖关系。”
问：“在完成这三项改革的过程中，像日本人那样引进外国顾问以求援助，这样的做法是否有益？”
袁：“大清国还有很多很多东西要向西方学习，并且大清国将感谢任何善意的建议和忠告。日本人仅仅在时间上比大清国早一些通过某些纯物质的外来帮助方式（大清国有幅员辽阔的国土和人民，在各民族、各地区的内部利益调整方面也与日本存在很大的差异，因而不太可能采用这种帮助方式），取得了某些物质上的进步，但这并不能证明日本人在道德上和精神上就比我们优越，也不能证明在指导我们未来的方针上，日本人的做法从根本上就是正确的。这也并不意味着他们的做法就更加聪明。日本人在完成他们国家发展进步的过程中，纯粹是由于地理和政治环境对他们一直有利，而我们的事业却比他们更加艰巨和繁重。
我们没有理由认为，我们自己就不能指望达到类似于日本现在所取得的成绩。日本有外部大国的友好支援，并且在他们国土上也不存在来自列强的私欲和野心去牵制和阻挠他们。把所有这些情况详加考虑之后，我们应该认识到，在走向所谓现代化的进步过程中，要把日本和大清国在改革的具体部署上进行明确的对比是不可能的。
我期望，西方，尤其是美国的开明人士在这方面能够给大清国以赏识和鼓励，并能在大清国面临的改革伟业面前，给予我们精神和道义上的支援，正像他们在一个类似的历史时期曾给予日本的一样。
除非遭到某个列强大国的肆意进攻，在一般情况下清国政府并不要求更多的外来援助。但我确实认为，在评估我们的发展进程时，应该充分考虑到，大清国政府所面临的问题和困难是巨大的。我们正处在现代进程的潮流之中，而假如我们一时没有掌好舵，西方世界也不应该对我们批评得过于严厉和苛刻。”
——摘自郑曦原编、李方惠等译：《帝国的回忆：〈纽约时报〉晚清观察记》，北京：三联书店2001年版。
袁世凯与康有为同为维新变法时期的重要人物。康有为是维新理论的奠基者，变法运动的领袖、旗手。袁世凯则积极致力于改革军制，赞同或偏向花絮
袁世凯“隐居”待时
袁世凯被赶出朝廷后，“隐居”河南彰德。他在洹河北岸购买原天津盐商何炳莹的一座别墅，扩充改建，成为名为“洹上村”的巨宅。整个巨宅约13.3公顷，宅四周筑高大围墙，建有炮台。宅中置花园，名“养寿园”，开渠引漳河水入园，小溪长流，山林峻石，亭台水榭。距“洹上村”
不远，有河南着名的风景区百泉和苏门山。袁世凯时常流连于山水之间，头戴斗笠，手执钓竿，时而闭目养神，时而凝望沉思，做姜太公钓鱼愿者上钩之状。
袁世凯名为“退隐”，实际无时无刻不在窥测方向，准备东山再起。
袁世凯在家中设立了电报处，通过电台频繁与亲朋故旧往来通讯；北洋军将领、他安插在政要部门的爪牙心腹、各地官绅也公开或秘密地纷纷前来拜访他，向他报告外间一切巨细信息。通过这些渠道，袁世凯敏锐地捕捉任何一个有用的消息，紧张地分析和思索政治局势，正所谓足不出户而知天下事。袁世凯胸有成竹——他一定会再度出山，只是出山时机未到。袁世凯迫不急待想知道这一时机应在什么时候，于是请了一个有名的瞎子算命，瞎子告诉他：“到辛亥八月节，官星就动了。”
维新变法。甲午战争以后，袁世凯即与康有为结交。康有为发动公车上书时，袁世凯在督办军务处主持督练新军。康有为第四次上书，都察院、工部不肯代递，袁世凯曾帮助他向督办军务处要求代递。德国侵占胶州湾事件发生，袁世凯上翁同龢说帖，称今日时局危险至极，必须变法。变法之政一时难于毕举，应择最重要的用人、理财、练兵三大端实力变革。1898年，变法维新的声浪日益高涨，袁世凯又进京面谒翁同龢，“深谈时局，慷慨自誓”，且拿出“瓜分中国画报”给翁同龢看，“切言必亡必分之道，必须大变法，以图多保全数省”。
袁世凯与康有为的思想有许多相似或相通之处，如法之当变、发展经济、改革教育、编练新军等。康有为在北京发起创立强学会，袁世凯积极参加并捐款五百金。康有为对袁世凯有极好印象，视为知音，曾说：袁倾向于吾。谓吾为悲天悯人之心，经天纬地之才。
论者以为，袁世凯作为洋务派的后起之秀，其思想渐渐滑向维新派，处于二者之间。袁世凯所提建议与康有为相比，似更切实可行。
袁世凯官位较高，不便和维新派公开来往，而通过徐世昌与维新派保持密切联系。袁世凯从三品按察使升为二品候补侍郎，即是徐世昌向维新派活动、维新派荐举的结果。康有为等见到光绪帝“朕位且不能保”的密诏，商议救光绪之法，其中竟也有袁世凯的心腹徐世昌。如果袁世凯未曾对维新派做出“赴汤蹈火，亦所不辞”的承诺，维新派无论如何不会让徐世昌参与这一机密大事。据康有为说：“吾乃相与痛哭以感动之，徐菊人（徐世昌字菊人）亦哭，于是大众痛哭不成声。”但如若实行兵变，关键是在袁世凯，徐世昌不能决定如此大事，遂有谭嗣同夜访法华寺，与袁世凯面谈之举。
谭嗣同豪侠仗义，却足智多谋，不是莽撞之人。如袁世凯属于圈外之人，谭嗣同绝不会冒失从事。谭嗣同本不赞成围园劫后，曾说：“此事甚不可，而康先生必欲为之，且使皇上面谕，我将奈之何？”为挽救维新，执行康有为与光绪的命令，谭嗣同答应夜访袁世凯，一走龙潭虎穴。袁世凯日记《戊戌纪略》中把谭嗣同描写成突然闯入的不速之客，“气焰凶狠，类似疯狂”，“腰间衣襟高起，似有凶器”，并非事实，不过是袁世凯为了掩盖自己和维新派密切关系的编造。梁启超《谭嗣同传》对谭、袁会见后的对话有如下记载：
谭问袁：“君谓皇上如何人也？”
袁曰：“旷代治圣主也。”
谭问：“天津阅兵之阴谋，君知之乎？”
袁答：“然。固有所闻。”
谭即直出密诏，谓袁曰：“今日可以救我圣主者，唯在足下，足下欲救则救之。”又以手自抚其颈曰：“苟不欲救，请至颐和园首仆而杀仆，可得富贵也。”
袁正色厉声曰：“君以袁某为何如人哉？圣主乃吾辈所共事之主，仆与足下同受非常之遇，救护之责，非独足下。若有所教，仆固愿闻也。”
谭曰：“荣禄密谋，全在天津阅兵之举。足下及董、聂二军皆受荣所节制，将挟兵力以行大事。虽然，董、聂不足道也。天下健者，唯有足下。若变起，足下以一军抵彼二军，保护圣主，复大权，清君侧，肃宫廷，指挥若定，不世之业也！”
袁曰：“若皇上于阅兵时疾驰入仆营，传号令以诛奸贼，则仆必能与诸君子之后，竭死力以补救。”
谭问：“荣禄待足下素厚，足下何以待之？”
袁笑而不答。
谭曰：“荣禄固操（曹操）莽（王莽）之才，绝世之雄，待之恐不易易。”
袁怒目视曰：“若皇上在仆营，则诛荣禄如杀一狗耳！”
然而，一向与维新派联系紧密、承诺“赴汤蹈火，亦所不辞”的袁世凯，手握新建陆军兵权的袁世凯，没有执行康有为的“杀禄围园”计划，反而向荣禄告密，出卖了光绪帝和维新派，一变而为维新的反动者。应该说，这一过程和结局，反映了袁世凯政治上的“成熟”和与维新派本质上的差距。
袁世凯已不是原来那个一腔热血、理想主义的毛头小子，他学会了审时度势、留有余地，学会了“实际”。当初受光绪帝召见、破格超擢候补侍郎，袁世凯“自知非分”，深恐遭忌，引起对方怀疑，当日下午，急忙去各处拜访，一面解释，一面打探风声。拜访的人员有：礼亲王世铎（未遇）；协办大学士、兵部尚书刚毅；军机大臣、户部尚书王文韶；军机大臣、礼部尚书裕禄等，“备述无功受赏，万不克称”，表示要上疏辞去侍郎之职。王文韶说，此出自特恩，“辞亦无益，反着痕迹”，袁世凯方才作罢。翌日，袁世凯入园谢恩，得光绪帝勉励后，一出来便去会见了庆亲王奕匡。谭嗣同夜访法华寺那日白天，袁世凯又拜见了奕匡和李鸿章。经过反复摸底，袁世凯已经感觉到光绪帝软弱无力，维新派难以取胜。当天夜里，谭嗣同代表维新派提出杀荣禄、调兵入京围颐和园劫持太后之谋，袁世凯虽然早已参与了维新派的谋划并承诺以武力支持，但他犹豫了。因为这实际上是一个几乎不可能成功的冒险计划。袁世凯的军队固然精锐，但只有七千人马，荣禄则掌握着聂士成、董福祥各军数万人和淮军练军几十营，京内尚有旗兵，力量极其悬殊，且袁军驻扎小站，离北京二三百里，要长途行军，突破聂、董二军的阻拦，奔袭颐和园，成功把握实在太小。
按梁启超《谭嗣同传》记载，谭、袁会面，袁提出天津阅兵时光绪帝走入袁营的设想，可能与维新派早已商议过。这一计划，应该有较大的胜算——袁世凯手握精锐之师，有天子在营中，以静制动，谁敢有异言？但当时形势迫在眉睫，维新派深知等不到天津阅兵慈禧太后就要下手，因对袁世凯表示失望。
