在天津小站期间，除了专心练兵之外，精力充沛的袁世凯还对国家大事进行了冷静思考。袁世凯本来就不是一介武夫，相反，无论是在见识上，还是办事能力上，在那个时代中，他一直是出类拔萃的。跟当时的很多中国人一样，对于甲午战争的失败以及日本的崛起，袁世凯进行了深刻反思。当多数人的思想还停留在传统的框架，一心只想走洋务运动的捷径时，袁世凯已对于西方的政治制度另眼相看了。袁世凯琢磨的是如何借鉴西方的政治制度，达到变法图治，从而改变清国腐朽堕落的状况。这个时候，李鸿章由于甲午战争的失败，在朝廷内外招致了冷遇，甚至招致一片声讨。朝野主持朝政的，是当初的“主战派”翁同。这个时候，相对赋闲的袁世凯选择了挟策以进、上书言事这一旧式文人普遍采用的干政形式和进身之路，阐述他对于时局的看法和挽救方策。因为当时的袁世凯的官职是直隶按察使，在这个级别中，没有直接上书皇帝的权力，袁世凯只好通过主持朝政的翁同，给光绪皇帝连上了两个帖子，主张新政，倡议变法。
从这两个条陈中，可以看出，袁世凯对于当时的形势和变法的必要性有着很深入的思考，也提出了颇有建设性的解决办法。《条陈》指出：当时的中国，处在被列强包围并不断蚕食的危难境地，振兴的唯一道路，就是效法西方，实行变法。袁世凯批评了反对变革的“用夷变夏”之说，指出西方国家的富国强兵之道，已被实践证明卓有成效。在这种情况下，清国必须借用各国新法，择善而从。相比较而言，清国从三代以来，一直沿用的是旧制，很难适应新形势的需要。因时制宜，应是大势所趋。袁世凯认为，国门既然打开，想闭关自守已不可能，不如以一种主动的姿势去变法，去改革。袁世凯认为，中国落后于西方国家的根本原因是制度落后，应该效法西方尤其是日本的成功之道，迎头赶上。
袁世凯的这两个条陈，包罗了政治、经济、军事、文化等多方面的改革设想，可以看出，袁世凯对于中国的变革状况，是有很深入思考的，它涵盖了袁世凯的早期思想。中心思想是向西方学习，在此大前提下，对清廷的用人、理财、经济、军事、外交实行全面改革。这本万言书里的思想，既有实际措施，也有解决办法。在具体措施上，袁世凯提出了一些想法：（1）设立馆院。设想它是一种既像学校又像议事组织一类的机构，聘请一些精通各种学问的西洋人、旅外华人，听取或采择他们的学问和主张。（2）改革八股考试，讲求实学，新开特科，广取深通洋务之士。（3）开办学堂，培养理财、建造诸方面的新式人才。（4）注重外交，慎选驻外使节。“必须能胜其任，素知彼国情形者，始可派以前往。”慎择干员，办理边疆各地交涉事宜。（5）裁汰冗员，精简吏治。
在经济方面，袁世凯提出的振兴主张为：（1）学习西方现代经济，铸银钱、设银行、造纸币。（2）繁兴商业，设立商会。（3）广集商股、举借外债修筑铁路，实行官督商办。注重发展铁路沿线的商务和矿务。（4）开发矿藏，鼓励商办，保护矿主。（5）鼓励、扶助开设工厂。资力不足者，国家可以通过一定的方式给予贷款，以资扶持。（6）发展邮政。（7）以海关管理方法清理厘卡。
值得一提的是，袁世凯的这两个条陈，都是着眼于实际提出的一些有力措施，并没有提到时人动辄倡言的“以夷制夷”等小聪明的方式；或者幻想通过《万国公法》来限制列强的扩张等。在袁世凯看来，甲午战败后的中国，同列强已无平等可言，无公法可据，谈不上真正的睦邻和可靠外援，只有正视现实，依靠自己，把主动权掌握在自己手上，才有真正的主权和领土完整，否则很容易在别国的利益争夺和妥协中被牺牲。
有人曾评价说：就袁世凯的这两件条陈而言，可以看出，袁世凯无论是对国际局势的分析，还是改革方案的设立，都比当时的京官显得有远见卓识，变法的道理也讲得头头是道，极具说服力。相比较当时的一些建言，可以说，几乎没有人能达到这样的水平，甚至包括康有为、梁启超在内。曾有人将袁世凯当时的主张和康有为的改革主张作了比较，分析说：袁世凯改革侧重于地方，而康有为一直幻想从中央开始，从可能性上来说，康有为的主张很难付诸实施。从对朝廷老臣勋旧的态度来看，袁世凯主张怀柔对待，妥善安排，不激化矛盾；而康有为对此却非常鲁莽，“杀二品以上阻挠新法大臣一二人，则新法行矣”。相比较而言，以实行政治的方法来说，康有为就显得幼稚得多，容易使改革产生对立面。从动机上看，袁世凯的新政措施，明显地站在国家的立场上，没有个人谋私利的色彩；而康有为的主张，很多都含有个人目的，比如在一些机构的设置上等，个人的目的性非常明确。
袁世凯上书翁同，后来有人认为，那是因为袁世凯看到李鸿章受冷落了，自己失去了靠山，所以急切地想寻找一个新主子，便以上书的方式去接近翁同。这样的评价，怎么都有点太聪明的意味。中国的史书评价，在很大程度上，都有这样的聪明之处，聪明得就像一本本兵书，随处都埋藏着杀机和陷阱。对作为朝廷命官，同时又跟甲午战争的爆发有着很大干系的袁世凯来说，在清国遭受日本重创的情况下，向朝廷表明自己的想法和立场，迫切地希望自己的国家富强起来，那是最自然不过的了。至于上书翁同，那也是让皇帝阅示的唯一路径。至于个人的恩怨和派系，在国家大事面前，也可以暂时放在一边。因此，袁世凯通过翁同对光绪的上书，完全没有必要考虑得过于细致。只不过这两次上书让袁世凯感到失望的是，他的意见并没有引起军机大臣、帝师翁同的重视。也许，对于一直在传统框架里思索的翁同来说，袁世凯的意见显得过于生猛，也很难付诸实施。
不过这一段时间袁世凯的积极表现，还真引起了赋闲贤良寺的李鸿章的不快。有一天，袁世凯来到李鸿章的住所看望，闲聊之际，袁世凯安慰李鸿章，如果告老还乡颐养天年，不也很好？敏感的李鸿章不高兴了，在他看来，袁世凯分明是想替翁同当说客，劝李鸿章出让清廷最高级别的文华殿大学士的位置。没等袁世凯说完，李鸿章气不打一处来，大声呵斥道：慰廷，尔乃来为翁叔平作说客耶？他汲汲要想得协办，我开了缺，以次推升，腾出一个协办，他即可安然顶补。你告诉他，教他休想！旁人要是开缺，他得了协办，那是不干我事。他想补我的缺，万万不能！武侯言：“鞠躬尽瘁，死而后已”，这两句话我还配说。我一息尚存，决不无故告退，决不奏请开缺。臣子对君上，宁有何种计较？何为合与不合？此等巧语，休在我前卖弄，我不受尔愚也。
老爷子发脾气，袁世凯自然脸上挂不住，只好诺诺告辞。李鸿章仍不解气，对亲信幕僚们又发了一通牢骚：袁世凯，尔不知耶？这真是小人！他巴结翁叔平，来为他作说客，说得天花乱坠，要我乞休开缺，为叔平作成一个协办大学士。我偏不告退，教他想死！我老师的“挺经”，正用得着，我是要传他衣钵的。我决计与他挺着，看他们如何摆布？我当面训斥他，免得再唣。我混了数十年，何事不曾经验，乃受彼等捉弄耶？
这一段话见于吴永的《庚子西狩丛谈》。吴永是曾国藩的孙女婿，很长时间里一直跟随李鸿章的鞍前马后。这一本书，写于袁世凯死后。从内容看，这样的言语，倒像是李鸿章亲口吐出的。李鸿章一直富有草根气息，言谈举止，有时颇有点官痞的味道。对于权谋与世俗，李合肥从不陌生，数十年的官场经历，早已练就一身的金钟罩与铁布衫功夫。当时的李鸿章失势于官场，心情上也坏极了，发一下脾气也是很自然的事情。可以肯定的是，李鸿章对于袁世凯的看法都是一时的气话，此后的李鸿章并没有因为这一件事，改变对袁世凯的看法。在李鸿章眼中，袁世凯还是自己线上的人，仍是精明能干、办事老辣、不可多得的人才。
康有为
到了1898年6月11日（四月二十三日），二十八岁的光绪皇帝正式诏告天下，宣布变法。从这一天起，至当年的9月20日（八月五日）止，光绪帝发布了一系列改革诏令，史称戊戌变法，因前后只有一百零三天，故又称百日维新。
诏书发布当天，光绪特意去了一趟颐和园，为的是告诉慈禧。光绪还给慈禧带去了几份关于变法的奏折，其中就有康有为介绍世界强国变法的宏论。光绪皇帝在慈禧的榻前汇报，慈禧斜倚在榻上眯着眼睛听，感叹这些奏折说得很透彻，可以一试。光绪见慈禧高兴，就建言把这几本折子的内容印刷一下，大臣小吏们人手一册。慈禧点点头：就这么办吧。
光绪皇帝的变革令涉及政治、经济、文教、军事等各个方面，其中光经济体制变革令就有七十多件，鼓励民间对农工商业的投资，大力发展铁路和矿业，发展银行，减免税收，变革财政制度等，设立农工商总局、矿务铁路总局、邮政总局，兴办商会、农会，鼓励私人创办新式工业，奖励发明创造，创办国家银行，编制预算。文教变革令八十多件，明令变革过去按照书本选拔人才的方法，废除八股文，以后的考试要考三场：一为历史政治，二为时务策略，三才是四书五经。同时创办京师大学堂，改各省书院为学校，选学西学，派遣留学等。政治变革令最多，达九十多件，包括精简机构，裁减官员，立即撤销通政司、光禄司、太仆寺、大理寺等。在变革令中，还大力倡导鼓励“官民论政”。在军事方面：裁汰绿营，改革武科考试制度，编制陆军，增办兵工厂和武备学堂。
一直坚持学习英语、坚持自主独立的光绪的此番变法，更像是他跟慈禧在为某一件事赌气。很明显，年轻的光绪皇帝缺乏政治经验，变法内容之多，涉及之广，是前所未有的；这么多新政同时出台，不仅社会始料不及，似乎连他自己，也因如此之多的新政引起的动荡，感到不堪重负。各个环节对于新政的反应很快传到慈禧太后的耳中，慈禧大约突然意识到如此新政过于草率，也过于匆忙了，对于变法表示极为不放心。就在光绪皇帝颁布明定国是诏之后的第三天，慈禧太后下旨：一是免去翁同的军机大臣、内阁大臣职务，让其“开缺回籍”，翁氏被黜，让光绪失去了一个首席谋臣、一个中间桥梁和一个翼护维新党人的家长；二是命荣禄代理直隶总督；三是命授新职的二品以上大臣到她面前谢恩。
维新政策推不动，光绪自感压力很大，整日在宫中大发雷霆，手下大臣和太监惶惶不可终日。朝廷老臣们不敢怪罪光绪皇帝，便迁怒于那些变法的维新党人。变法后不久，曾有一个外国人这样描述光绪：“大清国皇帝陛下的容貌看上去要比他的实际年龄衰老得多。他额部凹陷，脸色发黄。他的嘴角流露出的是悲伤的、疲惫的和带有孩子气的笑容。当他咧开双唇时，嘴里露出的是参差不齐的长长的黄牙齿，两侧脸颊上都出现了深深的凹坑。他的表情并非缺乏同情心，不过更多表现出的是麻木不仁。从他的容貌上，我们看不到一点生趣。事实上，光绪皇帝给我的印象是：克制、冷漠、无趣、缺乏精力、疲惫不堪，整个人就像是半死不活的样子……好像生活对他来说已成为一种负担，这样的人必定在走下坡路。”
戊戌变法时的袁世凯
接下来的形势很快就验证了袁世凯的担心。由于变法令过于繁杂，难以付诸实施，同时，地方督抚对于政令既缺乏了解，也缺乏支持，所以，各省督抚除湖南巡抚陈宝箴外，都对变法诏令持观望态度，或者干脆置之不理。诏书下发一个月后，颇有名望的两江总督刘坤一说了一段耐人寻味的话，颇能代表地方大员们的心理：时事之变幻，议论之新奇，恍兮惚兮，是耶非耶，年老懵乱，不知其然，无暇究其所以然……地方大员都对变法困惑，更何况平民百姓了。于是，变法很快就陷入困顿。新政慢慢不了了之，有的甚至还扭曲变形。
时间到了9月的时候，北京的政局变得更加微妙了。光绪已方寸大乱，他的行为看起来有点匪夷所思，从一系列前后矛盾的行为来看，似乎谁都不知道这个年轻的皇帝到底要做些什么——他变得一意孤行听不得别人的意见，经常暴跳如雷，甚至一个人悄悄地哭泣……在变法最关键的时刻，光绪突然下旨，让康有为离开京城；紧接着，在小站的袁世凯也接到荣禄的通知，说光绪皇帝命他来京与日本下野首相伊藤博文见面。听到这个消息，袁世凯费神思考了很久，袁世凯不知道光绪让他一道见伊藤博文的真正意图。外界都在传闻光绪拟聘伊藤博文为清国维新顾问；同时拟邀担任顾问的，还有美国人李提摩太。这样的说法让袁世凯感到震惊，毕竟，伊藤曾是清国的仇人。如果这样安排，不知道慈禧会有什么感受，想必，自尊心极强的老佛爷是不会同意的。
9月14日，袁世凯与伊藤博文同时抵达北京。9月16日，光绪皇帝于颐和园毓兰堂召见了袁世凯。光绪先是询问了袁世凯一些军事情况，接着话锋一转，问道：“苟付汝以统领军队之任，能矢忠于朕否？”袁世凯的答复是肯定的，但心里不由忐忑，毕竟，这样的询问太不正常。当天，上谕下，袁世凯以外官三品臬司，超升京卿二品候补侍郎，专办练兵事务，并随时具奏应办事宜。这样，袁世凯便从一个中级地方官，升为一个正二品的中央大吏。9月17日，光绪皇帝又一次召见袁世凯，光绪帝对袁世凯说：“人人都说你练的兵、办的学堂甚好，此后可与荣禄各办各事。”这个时候，无论是谁都能看出光绪的用意了，他这是在争取力量，拉拢袁世凯，让他直接听命于自己。
在光绪接见袁世凯的同时，形势突变——这当中极可能是慈禧觉察到什么，毕竟，袁世凯的手中，有一支极有战斗力的新军——9月18日一早，荣禄即下令：一是调直隶提督聂士成的武毅军一万七千人进驻天津陈家沟，切断袁世凯新军入京之路，以防袁世凯有变；二是调集甘肃提督董福祥部一万二千人，进驻宛平、长辛店一带，其中一部直入北京，以加强慈禧住地颐和园的拱卫；三是致电总理衙门及袁世凯，谎称军情，说英俄开战，英舰多艘游弋大沽口，要袁世凯立即返回天津听候调遣；四是授意御史杨崇伊等到庆王奕府，呈递奏请太后训政折，以便到时给朝臣们一个说法。部署完成之后，不仅北京卫戍军总数超过了四万八千人，而且，从山海关至北京沿途驻军也达到十三万人，总兵力是袁世凯的新军的二十倍。
与此同时，维新党人也清楚感受到危机的来临，在这种情况下，只能选择孤注一掷——18日深夜，谭嗣同夜访袁世凯的住处法华寺，拿出光绪皇帝“密谕”的草稿，要求袁世凯举兵，先杀直隶总督荣禄，然后带兵围攻颐和园，清除后党。显然，维新党人已把袁世凯当做最后的救命稻草了。维新党人如此冒失行事，也是错认了袁世凯，袁世凯主张变法，但他一直是个缓进的改革派，并不主张激进。谭嗣同以这样的方式来见袁世凯，显然是铤而走险了。这当中的原因极可能是维新党人听到慈禧恢复“垂帘听政”的消息后，与光绪之间有过密议并取得了一致意见，认为唯一可以挽救时局、扭转乾坤的办法，就是说动袁世凯兴兵勤王。这个计划，维新党人之一的毕永年后来在《诡谋直纪》中，曾有过涉及。在维新党人看来，袁世凯如能效忠皇上，则时局或许能够改变。也许正是出于这样的想法，维新党人决定让谭嗣同去力劝袁世凯。谭嗣同见袁世凯的情景，一直流传着两种版本，一是维新派首领康有为和梁启超的追记，另一个，就是袁世凯在被贬的那一年所撰写的《戊戌纪略》。康有为对于这一天的记载，是这样的：初三日早，暾谷（即林旭）持密诏来，跪诵痛哭激昂，草密折谢恩并誓死救皇上，令暾谷持还缴命，并奏报于初四起程出京……筹划求上之策，袁幕府徐菊人（徐世昌）亦来，吾乃相与痛哭以感动之，徐菊人亦哭，于是大众痛哭不成声，乃嘱谭复生（谭嗣同）入袁世凯所寓，说袁勤王，率死士数百扶上登午门而杀荣禄，除旧党。袁曰：“杀荣禄乃一狗耳！然吾营官皆旧人，枪弹火药皆在荣禄处，且小站去京二百余里，隔于铁路，虑不达事泄。若天津阅兵时，上驰入吾营，则可以上命诛贼臣也。”
从康有为的文中可以看出，在那天晚上，袁世凯当场回绝了谭嗣同，表态说围攻午门不太现实，只有等光绪去小站阅兵时，才有可能以上命杀荣禄。
对于谭嗣同与袁世凯的密谈，梁启超的描述显得现场感更强，也更为生动：初三夕日，君（谭嗣同，下同）径造袁所寓之法华寺，直诘袁曰：君谓皇上何如人也？
袁曰：旷代之圣主也。
君曰：天津阅兵之阴谋（意即太后把光绪骗至荣禄兵营宣告废黜），君知之乎？
袁曰：固有所闻。
君乃直出密诏示之曰：今日可救我君主者，惟在足下，足下欲救则救之。又以手自抚其颈曰：苟不欲救，请至颐和园（慈禧住处）首仆而杀仆，可以得富贵也。
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，仆固愿所闻也。
君曰：荣禄密谋，全在天津阅兵之举，足下及董、聂三军，皆受荣所节制，惟挟兵力以行大事，虽然，董、聂不足道也，天下健者惟有足下。若变起，足下以一军敌彼二军，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，则仆必能从诸君之后，竭死力以补救。……若皇上在仆营，则诛杀荣禄如杀一狗耳！
康、梁的说法，有一个共同之处，就是袁世凯当时表态得非常果敢，表示坚决站在光绪一边，口口声声“杀荣禄如杀一只狗一样”。不过袁世凯提出杀荣禄必须有一个重要的前提条件，就是皇上必须到自己的营中来亲自下令。
袁世凯又是怎样说及这一段密谈的呢？袁世凯《戊戌纪略》中，是这样写的：（初三日晚）正在内室秉烛拟疏稿，忽闻外室有人声，阍人持名片来，称有谭军机大人有要公来见，不候传请，已下车至客堂。急索片视，用谭嗣同也。
余知其为新贵近臣，突如夜访，或有应商事件，停笔出迎。……
袁世凯随后写道：一段寒暄过后，谭嗣同先说了一通他与康有为曾怎样向皇上力荐袁世凯，但都因荣禄阻碍，使得袁世凯的晋升缓慢。之后，谭嗣同话锋一转，出示了在袁世凯看来非常可疑的光绪手谕：让袁世凯在荣禄前宣读皇上的命令后，诛杀荣禄，然后，“即封禁电局、铁路，迅速载袁某部兵入京，派一半围颐和园，一半守营，大事可定”。
予（袁自称）闻之魂飞于天外，因诘之：围颐和园欲何为？
谭云：不除此老朽（慈禧），国不能保！此事在我，公不必问。
予谓：皇太后听政三十年，迭平大难，深得人心。我之部下，常以忠义为训诫，如令以作乱，必不可行。
谭云：我雇有好汉数十人，并电湖南招集好将多人，不日可到，去此老朽，在我而已，无须用公。但要公以二事——诛荣禄，围颐和园耳！如不许我，即死在公前。公之性命在我手，我之性命也在公手，今晚必须定议，我即诣宫请旨办理！
予谓：此事关系太重，断非草率所能定。今晚即杀我，亦决不能定，且你今夜请旨，上亦未必允准也。……
予见其气焰凶狠，类似疯狂，然伊为天子近臣，又未知有何来历，如明拒变脸，恐激生他变，所损必多，只好设词推宕。
以袁世凯一向处事的冷静风格，在没有看到上谕之时，肯定是不会动手的。袁世凯当然知道，在这场帝后冲突之中，他只要按兵不动，则帝党就必然束手就擒，全军覆没；如贸然加入帝党，兴兵勤王，他那七千子弟，也未必救得了光绪，有可能自己的脑袋也不保。袁世凯自述道，当时他强调了两点：一是杀荣禄容易，但要奉旨行事；二是立即举事不易，因为营中枪弹均为荣禄控制，必须先设法预贮弹药，然后方能依策行事。天津为各国聚集之地，如果忽然杀了总督，会引起动乱；并且，在自己的新军周围，董、聂各军四五万人，淮、泗各军又有七十多营，京城内也有旗兵数万人，自己的军队只有六七千人，怎么能办成此事？对于袁世凯提出的第一条，谭嗣同回答说：20日早晨袁世凯请训时，光绪帝自然会亲自下达命令。而对袁世凯所说的第二条，谭只好表示同意，并且，认为袁世凯是“奇男子”。
有关袁世凯在戊戌变法时的表现，焦点就是袁世凯在第二天，也就是9月19日这一天，到底有没有向慈禧或者荣禄告发，以致直接引发了21日早晨慈禧的重新归政。当日袁世凯直接告密的可能性，几乎是没有的，没有确切资料表明这一天袁世凯见到了慈禧。刚刚擢升为二品候补侍郎的袁世凯即使见到慈禧，也不敢妄自说此大事。慈禧的召见，也只会是例行公事。除了觐见，袁世凯也没有资格、没有可能再见到慈禧太后，即使袁世凯来京后谒见过的后党权臣刚毅、王文韶等，也不可能“引见”他觐见慈禧太后。唯一能让袁世凯见到慈禧的，只有奕。不过当时袁世凯跟奕交情并不深，他们的交好，也是后来的事。所以，奕当时也不可能带袁世凯去见慈禧。总而言之，慈禧和荣禄很可能是通过其他的渠道，对于光绪和维新党人“围园杀后”的计划了解得一清二楚，不一定非得通过袁世凯的告密。不过9月19日那一天，袁世凯的心腹徐世昌回了天津。从时间上来说，徐世昌倒是有可能向荣禄密报，再通过荣禄电报告知慈禧。当然，这只是推测和臆度。徐世昌的日记中，也没提见到荣禄的事。假如袁世凯通过徐世昌告密的话，慈禧在收到荣禄的急电后，决不会等到两天后的21日才动手。在此紧急情况下，按照慈禧的风格，应该会当机立断。
9月20日这一天的情况记载得比较清楚：早晨，光绪在宫中第三次召见袁世凯。袁世凯后来在《戊戌纪略》中表明，那一次召见，袁世凯并没有得到谭嗣同所称的密谕，光绪帝也绝口不提兵变的事情。这当中有两种可能性，一是光绪对于谭嗣同劝袁世凯勤王一事不知情；二是光绪在权衡了自己的实力后，放弃了反抗。袁世凯利用了这次请训机会，大胆向光绪帝进言道：古今各国，变法非易，非有内忧，即有外患，请忍耐待时，步步经理，如操之过急，必生流弊。且变法尤在得人，必须有真正明达时务老成持重如张之洞者，赞襄主持，方可仰答圣意。至新进诸臣，固不乏明达勇猛之士，但阅历太浅，办事不能缜密，倘有疏误，累及皇上，关系极重，总求十分留意，天下幸甚！臣受恩深重，不敢不冒死直谏。
袁世凯这一番话可以说确切表明了态度。在骨子里，袁世凯是看不上康有为等自命不凡的书生的，也觉察到年轻的光绪皇帝在性格、经验以及能力上的致命弱点，所以力劝光绪稳妥行事。可以判断，袁世凯这一番话的确是肺腑之言，也是真实看法。
光绪召见袁世凯的同时，康有为离开了生活数年的南海会馆，悄然“奉旨出京”。中午，袁世凯登上去天津的火车。下午3点左右，袁世凯到达天津。当时报载，袁世凯回津后的欢迎场面十分热闹，很多文武官员都去车站迎接。这个热闹非凡的场面并不能说明什么，当时官员出行都有类似的迎来送往。到达天津之后，袁世凯见到了荣禄，有可能向荣禄述说了一番“内情”。荣禄以让袁世凯代理直隶总督为名，不让他回小站，这样的行为，可以看做是对袁世凯的怀疑，也可以看做是对他的保护。下午5点左右，荣禄带着直隶总督及北洋大臣的关防大印，乘专车起程入京。同一天下午，光绪接见了伊藤博文，在会客厅屏风的那边，慈禧细细地聆听双方的谈话。
21日一早，慈禧宣布重新训政，下令捉拿“结党营私、莠言乱政”的康有为、康广仁兄弟。24日，朝廷宣布将张荫桓、徐致靖、杨深秀、杨锐、林旭、谭嗣同、刘光第革职治罪。26日，上谕派御前大臣会同军机大臣、刑部、都察院审讯此案。谭嗣同本可以逃走，但是他觉得自己是新政先锋，新政失败，自己有殉难的义务。至于另一个维新派杨深秀，在举朝战栗之时，他本可闭口免死，但他偏要挺身而出，诘问光绪被黜的缘故，抗疏慈禧归政。28日，军机大臣传谕刑部，将谭嗣同、杨深秀、杨锐、林旭、刘光第、康广仁六人一起绑赴菜市口正法。被杀的六人，史称“戊戌六君子”。
史界以往盛行的袁世凯告密引发政变之说，是根据袁世凯在事后为后党重用而飞黄腾达的历史现象的推断。其说法有两种：一是荣禄20日接到袁世凯的告密后连夜报京，慈禧即于21日晨发动政变；二是袁在18日夜送走谭嗣同后，9日即告密。这两说都没有确凿的证据。20日夜报，被史实证明时间来不及，荣禄不可能当晚赶到北京见到慈禧。如果袁世凯19日告密，慈禧也决不会拖到两天后动手收回政权。
在这个过程当中，朝廷对于袁世凯的处理，可谓是颇费一番工夫——1898年9月25日，也就是荣禄赴京的第五天，上谕公布，袁世凯署理直隶总督及北洋大臣事务，荣禄还让天津知府李荫梧等人送来了直隶总督、北洋大臣的关防大印。此时，光绪皇帝已被囚于瀛台，维新党大多被捕入狱，北京的政局已为保守派控制。三天后，也就是“戊戌六君子”被杀的那一天，慈禧太后任命荣禄为军机大臣，仍节制北洋各军；任命裕禄为直隶总督兼北洋大臣。朝廷的这一举动显然是针对袁世凯来的，表明还是信不过袁世凯，当初让袁世凯代理直隶总督和北洋大臣，只不过是为了安抚袁世凯，让他服下一粒“定心丸”。
很快，直隶总督兼北洋大臣裕禄来天津上任。袁世凯交出关防大印，重新回到小站。小站的周围，也就是天津芦台一带，布满了新调来的董福祥的甘军和宋庆的毅军。派军牵制袁世凯的同时，慈禧又以取消原定天津阅兵的理由，给袁世凯部送来了奖赏新建陆军的白银四千两，以示体恤。袁世凯不失时机递交一个奏折，表明了自己的效忠。紧接着，袁世凯又向慈禧上了另一道奏折，对洋人武装力量随意进京一事，作了提醒，并提出应对的办法。不久，慈禧连续几次召见了袁世凯，袁世凯也向慈禧作了军事上的建言。袁世凯毕竟是个能臣，对于军事尤其在行，他的有条不紊、思路敏捷以及对中外军事力量的洞察，给慈禧留下了深刻印象。袁世凯的危机初步解除了。1899年朝廷的考核当中，朝廷发出上谕，对于袁世凯训练新建陆军的三年，给予了较高的评价。
让慈禧觉察到袁世凯有过人能力的，是袁世凯处理山东日照的一起排外事件。1899年4月，德国工程师三人在山东日照被当地民众殴伤，德国以此为借口，侵占沂州、日照等地，沿途烧杀抢掠。朝廷命袁世凯率所部，由天津开赴德州一带实行保护。在德州那一段时间，袁世凯接连给朝廷上了好几个奏折，论证了中国的病因以及根治办法，再次引证了甲午中日战争数十万中国军队一溃千里的惨痛教训，提议在东北各省增练五万新军，加上原有北洋武卫军五万人，就可以达到十万人，以这样的军事实力，国家防卫力量会有一个明显的改观。袁世凯还提议，让自己参考模仿各国军事，详拟兵法、操法、军规、器械等方面的章程，请旨颁发各省军营，一体遵照执行。慈禧当然同意了袁世凯的这一请求，对于慈禧来说，她这一辈子的心结，就是练兵了。现在，出现了袁世凯这样的现代军事人才，慈禧当然很高兴。袁世凯很快拟定了有关军事要略，上报朝廷下发；还撰写了《训练操法详晰图说》计十二册，另附阵图等，呈送朝廷。主要内容包括：战法、战规、行军、攻守、驻扎等，步兵、炮兵、骑兵、工程兵的操法、阵法、战法，并插绘了许多简明图解，附录了各种章程、条规、饷章、格式等。后来，朝廷正式出版了这部军事著作，下发全国作为训练新军的军事教科书。
到了这个时候，袁世凯在戊戌变法中所受到的怀疑和冷落，算是彻底烟消云散了。这个冷静而精明的中原汉子，又一次凭着自己的机智和冷静涉险过关。在危险和灾难面前的屡屡逃脱，让袁世凯徒增了很多勇气，也平添了更多信心。
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