公元1898年，当封建统治集团大力推行练兵自强政策的同时，一部分资产阶级改良派提出了“变法自强”的要求。为此他们发动了一场维新变法运动。因为这个运动由光绪帝正式下令实行到彻底失败前后历约100天，因此又称“百日维新”。
维新派首领康有为、梁启超等提出一系列新政建议，要求在中国实行君主立宪。这在京师官场上颇具影响，习惯于投机的袁世凯自然不甘寂寞。他很快在维新派组织的自强学会中表现得格外活跃，除自己解囊捐赠白银500两外，还到处为强学会募捐。官僚中认捐的也颇为踊跃，张之洞、刘坤一即为典型代表。
袁世凯虽然混迹于维新派中，但思想却与维新派有本质区别。他终日所考虑的不是怎样去改变腐败的社会，而是利用这个腐败的社会爬到它的最顶层。因此洋务派全盛时，他侈谈洋务，维新派流行了，他又附和维新，而对维新派表面上的支持也不过是他捞取政治资本的一个手段而已。
但是维新变法触犯了以慈禧太后为首的顽固派的利益。顽固派对维新势力仇恨至极，必欲除之而后快。为此慈禧下令任命亲信荣禄为直隶总督，使之掌握军政大权。京城一带也盛传十月份慈禧将偕光绪帝到天津阅兵，届时荣禄将废除光绪帝。天津阅兵的阴谋引起维新派极大的不安，他们赤手空拳，难以担当起保护光绪帝的重任。出于对袁世凯表面上的认识，康有为等向光绪举荐了袁世凯，并派谭嗣同前去“说袁勤王”。面对谭嗣同单刀直入的慷慨陈词，袁世凯假装满口答应，最后甚至说：“若皇上在仆（我）营，则诛荣禄如杀一狗耳。”但是谭嗣同走后，首鼠两端的袁世凯心里却盘算开了，他意识到顽固派实力强大，维新派必遭失败。于是他不惜星夜进京向荣禄告密，光绪帝和维新志士遭到了出卖。紧接着慈禧太后大怒，发动了宫廷政变，重新垂帘听政。光绪帝被囚禁在南海的瀛台，维新志士也被朝廷悬赏追捕，康、梁逃走，谭嗣同、林旭、康广仁、杨深秀、杨锐、刘光弟同时被杀，史称“戊戌六君子”之难。袁世凯的告密使其深受慈禧赏识，从此慈禧视袁为心腹，格外提携。六君子的鲜血为袁世凯的仕途淌出了一条终南捷径。
公元1899年爆发于山东、直隶一带的义和团运动是一次反帝反侵略的爱国运动，其影响震惊中外。由于袁世凯有小站新军作为后盾，加之其一惯的媚外政策，因而深得帝国列强赏识。各国使节极力要求请政府撤销原山东巡抚毓贤，并建议由袁世凯继任。同年，袁世凯正式就任山东巡抚。袁世凯顽固坚持自己的观点：“义和拳（义和团前身）实属匪类，以仇教为名，而阴逞不轨。”因此，他便把镇压义和团看作是解决祸乱的关键，而在处理地方民教问题上，他死抱住保护洋人、剿灭团民的反动宗旨不放。由于义和团的原始刀矛抵挡不住袁军的洋枪、洋炮，不久，其首领王立言、朱士和、王玉振等数十人及一些团民惨遭杀戮。
1900年6月，情况发生了变化：由于直隶义和团发展迅猛，并且大批涌进京城，慈禧为防止“祸起肘腋”免遭灭亡的命运，开始利用义和团来抵制与之有一定矛盾的帝国主义。对此，精明的袁世凯也毫不含糊，他迅速变化其狡猾手腕：一方面，他驱令山东义和团北上助战，这样既可以减轻自己在山东的压力，又能表示对慈禧的衷心拥护。而对于留在山东的义和团他便乘机以“假义和团”“黑团”的名义加以诛戮；另一方面，袁世凯暗地里与各国大使达成协议：“内地各洋人均派兵妥护，送烟（台）暂避”。三天之内将各州、县洋人安全护送至各通商口岸，洋人对袁更是感恩颂德。
后来，八国联军攻占了北京、天津，西太后狼狈逃往太原，后转西安。袁世凯料定慈禧出逃匆忙，必然物资供应匮乏，于是派人送去银21万两，贡缎200匹以及许多食物，慈禧对袁的“忠心”自然更是深信不疑。出逃前，慈禧任命李鸿章为直隶总督向侵略者求和，后来转而剿杀义和团。自此，袁世凯对义和团的剿办政策取得了合法地位，于是更毫无顾忌地逞起凶狂来。他颁令：“无论军民，凡练拳或赞成练拳者杀无赦。”并且指令各州县查抄义和团民的家产，变价作为对帝国列强或教民的赔款。袁世凯屠戮了数万名爱国者，保全了帝国主义利益，在清廷与洋人之间他如鱼得水、八面逢源，而李鸿章对袁世凯则尤其称誉：“环顾宇内，人才无出袁世凯左者。”1901年，李鸿章病死，死前极力保袁世凯继任直隶总督。于是，踏着人民的累累白骨，袁世凯迅速爬上了封建宝塔的最高层。1902年，袁世凯又被任命为参与政务大臣兼练兵大臣，完全继承了李鸿章的衣钵，同时这也为袁世凯扩充军队创造了有利条件。袁世凯利用自己练兵大臣的身份购置西方先进装备，精心为自己训练了一支北洋常备军，这支军队很快成为全国实力最强的军队，而作为北洋军头目的袁世凯自然更是位极人臣，显赫一时。
