7月1日凌晨，张勋穿上纱袍马褂，戴上红顶花翎，率康有为、张镇芳等人乘车进宫，在养心殿对溥仪行三跪九叩礼，向溥仪奏请复辟。张勋说：“隆裕太后不忍为了一姓的尊荣，让百姓遭殃，才下诏办了共和，谁知办得民不聊生……共和不合咱的国情，只有皇上复位，万民才能得救。”溥仪按其师傅陈宝琛的嘱咐，假意推辞：“我年龄太小，无才无德，当不了如此大任。”张勋又说：“皇上圣明，天下皆知，过去圣祖康熙皇帝也是冲龄践祚。”此时溥仪连忙接过来说：“既然如此，我就勉为其难吧！”
溥仪当天一连下了八道“上谕”，宣布自当天起“临朝听政，收回大权”。还封了一些官爵，意在拉拢人心。在张勋的命令下，7月1日早晨，北京的街头警察叫居民悬挂“龙旗”，一些居民只得用纸糊的“龙旗”来应付。
北京城在“辫子军”的控制下，像变戏法一样，街上可见遗老遗少身穿朝服兴冲冲去皇宫等待觐见“皇上”，一些没有朝服的人急急忙忙去估衣铺抢购朝服，没有发辫的人则到戏装店去定作用马尾制的假发辫。北京的报纸，除许多停刊外，一些报改用“大清帝国宣统九年”字样，似乎大清朝又恢复了往日的威风。
事情发展到这个地步，黎元洪也追愧莫及。北京城里只剩下他的总统府飘扬着一面五色旗。此时的他已被监视。7月2日，黎元洪秘密签署了准免李经羲国务总理，特任段祺瑞为国务总理，并勉其讨伐复辟的命令，派人秘密送到天津去，同时签发了由冯国璋代行大总统职务的电报。7月3日，总统府卫队撤换时，黎元洪在亲信保护下乘乱躲进东交民巷，前往日本公使馆武官斋藤少将的官邸栖身。同日，日本公使馆宣布按国际惯例对黎元洪实行保护。
与总统府的狼狈形成鲜明对照，宫内喜气洋洋，乐得四个太妃每天去烧香拜佛。张勋也飘飘然，认为自己做了一个惊天动地的大事。他对人说：“他们推翻清室的，称之为革命伟人，现在老夫推翻民国了，难道不能称为复辟伟人吗？”(近代稗海第4辑．四川人民出版社，1985．250页)
这个“伟人”还不知道，这幕滑稽剧的收场可并不滑稽。
段祺瑞于5月23日到津后，暂住在天津的意大利租界。
天津自1860年开埠以后，为各列强所看重，纷纷以各种借口强迫清政府同意各国在天津设立租界，至20世纪初，天津有八国租界，即所有在中国拥有租界的国家都在天津拥有租界。通过租界，天津成了各国对北京施加压力的桥头堡，天津也因此成为富商大贾、失业政客的理想居住地。在天津租界中，意租界远没有英、法租界那么繁华，但它以环境优雅、建筑造型风格多样而着称。
段祺瑞先住在意租界二马路段芝贵家，住了几天后，就租了一所楼房，将北京的家眷全都接来。他不承认黎元洪免职的合法性，但毕竟实际已经被免职，离开了国务院。不过，他到天津后，其住所人来人往，热闹非凡，仍旧是一个政治中心，靳云鹏、段芝贵、傅良佐、徐树铮、曾毓隽、曹汝霖、陆宗舆、王揖唐等常来常往，倪嗣冲、徐世昌也曾来闭门长谈。他们先是在这里策划了“八省独立”，给黎元洪一个好看。随着张勋复辟活动的进行，段祺瑞的门前客人的步子又匆忙起来。
段祺瑞是反对张勋搞复辟活动的。他这个人喜欢直截了当，不擅长搞复杂的政治游戏，而且，他非常珍惜自己“一造共和”、“二造共和”的声誉。因而，当张勋在徐州策划复辟活动时，他派曾毓隽赴会，曾向张勋的谋士万绳栻明确转达段的意见：“如果讨论到复辟，段祺瑞一定会尽全力反对，到时候别说没有事先打招呼”，万绳栻当即否认有复辟的准备活动〔曾毓隽黎段矛盾与府院冲突．北洋军阀史料选辑(上)．269页〕。
张勋率部队到天津后，几次拜会了段祺瑞，探寻他对复辟的看法。一天，张勋带着十五辆小福特汽车，张勋的车居中，前后各七辆汽车，满载便衣带手枪的“辫子兵”到段宅。张勋拖着一根辫子，身着马褂，手摇黑色折扇，出现在段祺瑞的客厅里，他们密谈了约半小时。有材料表明，张勋在津期间与段祺瑞会谈两三次，段祺瑞劝说张勋不要搞复辟活动，明确表示：“你如复辟，我一定打你。”〔北洋军阀史料选辑(上)．212页〕
为什么张勋到京后并无顾忌段祺瑞的反对搞起复辟活动呢？原来是段祺瑞手下的徐树铮谋划的结果。徐树铮参加第四次徐州会议的，他表示过，只要达到解散国会和驱黎的目的，其他一切在所不计，因此他并不反对张勋的复辟计划，目的是假张勋之手驱黎，然后再打倒张勋恢复段的政权。他曾对皖系另一骨干王郅隆说：“张勋是复辟脑袋，先让他去做，我们机会就来了。”〔北洋军阀史料选辑(上)．269页〕一般人认为，徐树铮是段祺瑞的第一红人，一定能代表段祺瑞的全部意见。张勋也是这么看，他把段祺瑞反对他复辟的话看成是段表面维护自己共和形象而已，并不会真心反对他。
徐树铮确实是段祺瑞的亲信，但他并非没有“自主权”，当他们与段祺瑞个人和皖系军阀集团的利益发生分歧时，徐往往坚持自己的主见。在日本进攻青岛时，徐树铮曾背着段偷偷地给驻守青岛的德军运送军火；当段祺瑞为中国参加世界大战奔波时，徐树铮极力反对，主张中国持中立态度，因此段祺瑞一怒之下将他派往欧洲“考察”。当然，徐的“不听话”也是为段着想，所以段也并不因此疏远他。这次对张勋复辟的鼓动，又是徐树铮为段祺瑞摆脱困境，重掌政权做出的一个精明过人的政治策略。
7月1日清晨，段芝贵的副官打电话到段公馆，告之北京清室复辟的消息。听到消息后，段祺瑞没有表现出特别的意外，立即前往段芝贵家。随后傅良佐等人也赶来共商大计。段祺瑞提出了兴兵讨伐的主张，得到在场几个人的赞同。但接着问题就来了，依靠哪些队伍呢？段祺瑞的嫡系部队都不在附近，吴光新的队伍也开到湖南，远水解不了近渴。京津一带的部队态度如何，能否听从段祺瑞的指挥，还真说不准。不过，大家一致认为，只要段祺瑞振臂一呼，不愁没有北洋军的支持。
他们想到了驻马厂的第八师师长李长泰。李长泰是小站出身的军人，与段祺瑞私交不错。该师的团长阎繁瑞曾当过段祺瑞的马弁，段祺瑞打算以第八师为核心力量。另外，他们还计划去做驻廊坊的十六混战旅的工作，决定把被排挤而另任他职的冯玉祥重新任命为该旅旅长，争取他对讨伐复辟的支持；在保定方面，联络驻扎那里的第三师师长曹锟。会议结束后，他们派人分别开始行动。
会议进行到中午才结束，段祺瑞返回公馆。这时，在天津的中国管辖城区，直隶省长朱家宝已经响应复辟，命令天津商民悬挂“龙旗”。
晚上18时左右，负责联络马厂的傅良佐赶回段公馆，向段祺瑞报告说，李长泰师长表示坚决跟随段总理，欢迎总理去。段祺瑞异常高兴，立即决定动身前往。他命傅良佐找段芝贵，在天津北站秘密接洽一个头等一个二等的专车一列。
当晚23时，段祺瑞带着随从上了火车，段芝贵、傅良佐陪同前往。车站上静悄悄的，谁也不知道这一群人在酝酿着一个大行动。随着一声汽笛长鸣，神秘的列车消失在茫茫的夜色之中了。
马厂位于天津以南约六十公里，是直隶青县运河东岸的一个小镇，津浦铁路通过这里。清光绪初年曾兴筑兵营于此，这里成了驻兵之地。因为《辛丑条约》规定，中国不能在天津周围十公里内驻兵，所以马厂和天津四周的其他军事要地一样就显得更为重要。
段祺瑞一行到达马厂时已是7月2日凌晨。第八师师长李长泰率该师中级以上军官在车站迎候，见段祺瑞走下专列，他们立正向段祺瑞行军礼。看到这些军官，段祺瑞很高兴，他谢绝了为他准备的车子，提议步行前往两公里以外的师部。
2日上午，李长泰和夫人一道来看望段祺瑞。李夫人走后，有人通报陈文运来见，段祺瑞吩咐立刻会见〔贾润泉．段祺瑞——张勋复辟时期，合肥人物(五)〕。
陈文运是段祺瑞的学生、老部下，时任陆军中将、北京第二讲武堂堂长。7月1日，北京到处飘起“龙旗”后，他离开北京到了天津，一回到家，即被告之：“马上去马厂见段先生。”陈文运知道事情紧迫，随即动身，直奔马厂。
马厂此刻和北京、天津相比是另一番景象，只见满街悬挂五色国旗。第八师有官兵在车站检查，遇有张勋的辫子兵，立刻解除武装，陈文运有如从“大清国”到了“民国”的感觉。
段祺瑞见到陈文运顾不上寒暄，马上向他布置任务：“你赶紧回天津去，找杨以德，叫他把‘龙旗’撤销，让朱家宝离开总督衙门，他如果照办，天津治安就由杨以德负责，我就给他直隶省长。如果不同意，我的兵随后就到，那只好武力解决了。不管你办得结果如何，赶快给我来电。”随后，傅良佐和李长泰送陈文运动身时告诉他事态进展情况：“目前已和保定的曹锟联络好，共同反对复辟，张勋只有五千辫子兵，我们采取迅雷不及掩耳的行动，一下子就能解决他，只要打垮张勋，各省也就没人响应他了。”
陈文运返回天津后，很快就找到杨以德，将段祺瑞的话一一传达。杨以德是直隶警察厅厅长，听到有讨逆军队压境，知道张勋不妙，又有直隶省长的位子在召唤，因此毫不迟疑表示完全照办。段祺瑞的计划完全实现，朱家宝离开了督军公署，天津街头重新飘扬五色国旗，督军公署门口挂上了“讨逆军总司令”的木牌。陈文运用电话将好消息报告给段祺瑞：“学生在津恭候先生到来。”段祺瑞不费一枪一弹，只用一人，就把天津给转到讨逆军一边，他对自己下一步行动的信心就更足了。
马厂誓师时的段祺瑞
段祺瑞到马厂的消息不胫而走，他的许多部下、幕僚和追随者闻讯纷纷赶来，有靳云鹏、贾德耀、汤化龙……7月2日下午，梁启超也赶到马厂。梁启超略事休息就开始紧张地商讨讨逆军的通电和檄文等事项，这一时期段祺瑞向外发布的重要文电，均出自梁启超。梁启超还以他出众的才华为段祺瑞出谋划策（李喜所，元青．梁启超传．人民出版社，1994．417页)。
3日，段祺瑞在马厂召开军事会议，正式组成了“讨逆军总司令部”：
讨逆军总司令：段祺瑞。
西路讨逆军总司令：曹锟。
东路讨逆军总司令：段芝贵。
皖晋豫三省联军总司令：倪嗣冲。
讨逆军总部参赞：梁启超、汤化龙、徐树铮、李长泰。
总参议：靳云鹏。
参议：傅良佐、曲同丰。
秘书长：张志谭。
军需处长：曾毓隽。
交涉处长：刘崇杰。
交通处长：叶恭绰。
军法处长：丁士源。
段祺瑞在很短的时间内就完成了讨伐张勋复辟的政治策略、军事组织、军事战略准备等工作，显示了他的组织才干和在北洋军队中的声望。
当日，段祺瑞在马厂发表通电，宣布“讨逆”。电文中说：“张勋怀抱野心，假意调停，实行复辟，对国家的危害不可胜言。祺瑞既为民国服务，就不能坐视民国之颠覆。”同时，通电也为清室进行了开脱：“本人曾受恩于前朝，不忍听前朝为匪人所利用，以陷入自灭的境地”，因此，“为民国计，为清室计，祺瑞当竭尽全力，平定此乱”。同时，以讨逆军总司令部布告形式宣布讨伐张勋：“除逆贼张勋外，一无所问。”把矛头直指张勋。
李长泰的第八师向北进发了。
在段祺瑞组织讨逆军和宣布讨逆行动前后，全国各地出现一片讨伐之声。
7月2日，程璧光与淞沪护军使卢永祥联名通电讨伐复辟，上海和南方许多城市掀起强烈的舆论，孙中山命令各省革命党人“出师助剿”。
复辟发生后，响应者寥寥无几，仅有直隶的朱家宝、吉林的孟恩远表示支持。原来观望的官僚、军阀见复辟不得人心，都相继表示反对。7月2日，冯国璋通电反对复辟。在段祺瑞、冯国璋表态之前，已有湖南督军谭延闿、湖北督军王占元、浙江督军杨善德通电反对复辟。随后，又有直隶督军曹锟、贵州督军张怀芝、河南督军赵倜、福建督军李厚基等相继发表通电，申明反对复辟的立场。这些人当中，有的曾支持过复辟活动，倪嗣冲还表示过要挂“龙旗”、改用“宣统正朔”，听到段祺瑞的举动后，他们又来个一百八十度的大转弯，一下子成为反对复辟的急先锋了。
各列强对复辟多表示反对态度，外国人在华报反对复辟的态度也十分明确。此时，张勋的命运实际已一目了然，段祺瑞对自己的行动成功抱有绝对的信心。
7月5日，第八师先头部队迅速开至天津附近的韩柳墅和京津之间的廊坊一带，段祺瑞由马厂回到天津。讨逆军司令部也迁至直隶省长公署内，段每天早晨9时左右就来此指挥战事。
段祺瑞发表通告接受黎元洪任段为总理的任命，名正言顺地恢复了总理的职位，成为讨伐张勋的领导者。一时间各种势力、人物纷纷来津联络，讨逆军司令部门前车水马龙，天津汽车行的汽车都被包租和征用，其热闹景象非同小可。
7月5日，讨逆军和辫子军双方正式交火。东路的段芝贵指挥的李长泰的第八师和冯玉祥的第十六混成旅在廊坊会师，沿铁路线进攻黄村，辫子军未做认真抵抗便退往北京。西路由曹锟指挥，第三师乘火车从保定到跑马厂集结，然后向北京进击，先头部队吴佩孚旅当天就占领了卢沟桥。东、西两路讨逆军很快就对北京完成了夹击之势。
6日，讨逆军在东路继续进逼丰台，由南苑航空学校的讨逆航空队轰炸了丰台辫子军阵地。据说这是中国战争史上首次使用空军实施轰炸。第二天，东、西两路军会同进攻丰台，辫子军在抵抗东路讨逆军时，西路军会同新加入讨逆阵营的十二师陈光远部发起攻势，辫子军只得继续退却。原依附张勋的近畿第二旅吴长植部倒戈。中午时分，讨逆军占领丰台，人马无一损伤，可见讨逆军战斗之轻松。
讨逆军逼进时，张勋还自作镇静，据说他曾对溥仪讲，“来犯之敌，没有什么了不起，老臣当率健儿击退之”。他自比为《三国演义》里的猛张飞，称“曹兵(曹锟)敢和老张战三百回合么”？(复辟之黑幕近代稗海．第4辑．287页)而实际交战，辫子军一触即溃，辫帅的大话也就无人相信了。
8日，北京外围战斗结束，讨逆军兵临城下，段祺瑞发出暂停进攻的命令。此前，各国驻华使节应张勋之请提出和平解决的主张，段祺瑞认为，为了保全北京人民的生命财产和保护这座古城不受破坏，和平方案可以一试。
当天，段祺瑞派外交人员汪大燮、刘崇杰进城与各国公使接洽，转达讨逆军停战的四项条件：①取消帝制；②解除辫子军武装；③保全张勋性命；④维持清室优待条件。但张勋还想讨价还价，要求辫子军退归徐州。张勋还对前来转达停战条件的荷兰公使说：“我决不投降，这事不是我一个人干的，我有他们的签名，逼急了我就全抖露出去！”
三天过去了，和平解决毫无希望。外交使团向张勋施加压力，也被他拒绝。11日晚，讨逆军通知外交使团，和平解决已无可能，讨逆军将攻入北京，军事行动将竭力设法限制在不危及在京外国人的范围内。
