袁世凯也参加了，并捐款五百金，还发动别人捐款，为建立报馆、图书馆做准备，又与康有为等人讨论开设书局之事。强学会成立后，袁世凯积极参加，是发起人之一。
后袁世凯奉派赴小站募新建陆军，康有为等为之设酒饯行。康有为对袁世凯印象极好，视为知音，曾完全信任地说：袁倾向于我，曾经赞我有悲天悯人之心、经天纬地之才。袁世凯官位较高，不便和维新派公开来往，但他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，得维新派荐举的结果。
八月初一，光绪帝召见袁世凯，破格赏候补侍郎、专责练兵事务时，详细询问军事，袁世凯一一作答。光绪帝突然发问：苟付汝以统领军队之任，能矢忠于朕否？袁世凯慌得免冠伏地，誓曰：臣当竭力以答皇上之恩，一息尚存，必思效忱！光绪帝见袁世凯忠诚恳切之色溢于眉宇，十分满意。许袁世凯专折具奏，意欲使他摆脱荣禄的控制。翌日，袁世凯来谢恩时，光绪帝又予以召见，夸他练的兵、办的学堂甚好，今后可与荣禄各办其事。
八月初三，康有为等维新派人士见到光绪帝密诏，中有“朕位且不能保”的话，几位核心人物聚在一起，捧诏痛哭，商议救光绪的办法，其中就有袁世凯的心腹徐世昌。如果不是袁世凯已对维新派作出全力支持的承诺，维新派无论如何不会让徐世昌参与这样的机密大事。
袁世凯对维新党的承诺是：“赴汤蹈火，亦所不辞。”这从毕永年的记载可以证实。
毕永年是谭嗣同好友，为人豪侠任气。谭嗣同邀他至京参与兵变，待劝说袁世凯杀荣禄、围颐和园后，即由毕永年率勇士拘执太后。康有为对毕永年说：袁极可用，吾已得到他应允的字据了！说着，从桌上取袁世凯致康有为的书信给毕永年看。袁世凯信中极谢康有为的荐引拔擢，并有：赴汤蹈火，亦所不辞。
康有为道：汝观袁有如此语，尚不可用乎？毕永年道：袁可用矣。“赴汤蹈火，亦所不辞”，是袁世凯表示愿意执行最危险的任务。
袁世凯写信时不一定知道维新派有武装兵变、围园劫后的企图，但必定明白康有为要借重他的兵力对抗守旧派，故而作出此项承诺。正因为袁世凯已作出十分肯定的承诺，维新派才会对他全不防备，与他的心腹徐世昌一起跪诵密诏，商救光绪。其中自然会谈到杀荣禄、包围颐和园、劫持太后的密谋，因为这是维新派既定的策划。
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。”但是，实行兵变的关键人物是袁世凯，徐世昌不能决定如此大事，遂有当夜谭嗣同夜访法华寺与袁世凯面谈之举。
谭嗣同豪侠仗义，为事业不怕牺牲，且足智多谋，非莽撞之人。如果袁世凯与维新派交往甚少，属于圈外之人，如果袁世凯事前没有作出过“赴汤蹈火，亦所不辞”的承诺，谭嗣同是绝不会冒失从事的。据毕永年说，谭嗣同并不赞成围园劫后之举。
谭嗣同说：“此事甚不可，而康先生必欲为之，且使皇上面谕，我将奈之何？”为挽救维新大业，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关系密切的伪造。
梁启超《谭嗣同传》对这段的描写如下：谭问袁：“君谓皇上如何人也？”袁曰：“旷代之圣主也。”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，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，惟有足下。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，并没有执行康有为的“杀禄围园”计划，反而向荣禄告密，出卖了光绪帝和维新派，一变而为维新运动的反动者。应该说，这一过程和结局，反映了袁世凯政治上的“成熟”和他与维新派本质上的差距。袁世凯已不是在朝鲜时的那个一腔热血、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”。八月初一，光绪帝召见、破格超擢候补侍郎后，袁世凯“自知非分”，深恐遭忌，引起后党怀疑，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，一出来便去会见庆亲王弈劻。八月初三，谭嗣同夜访法华寺那日白天，袁世凯又去拜见了弈劻和李鸿章。经过反复摸底，袁世凯已经觉察到光绪帝的软弱无力，知道维新派难以取胜。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，但这时他犹豫了。
因为这实际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7000人马，荣禄却掌握着聂士成、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，成功的把握实在太小。
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，这一设想可能维新派与袁世凯早已商议过，袁主张实行这一计划，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，对袁世凯表示失望，于是翌日（八月初四），康有为离京避祸。
谭嗣同、梁启超等留在了北京，但他们没有想到袁世凯会告密。事实上，袁世凯也没有立即主动告密。为保全自己，袁世凯最终还是告了密，出卖了光绪帝和维新派，并且加倍卖力地追捕维新派。有一首歌谣广泛流传：六君子，头颅送。袁项城，顶子红。卖同党，邀奇功。康与梁，在梦中。不知他，是枭雄。维新运动是近代中国比较完全意义上的改革运动。光绪帝、康有为、梁启超等人无疑站在了领导时代潮流的进步方面。不管出于何种目的，袁世凯告密在其中起的作用是负面的。
当事人光绪帝的真切感受，不容忽视。他被囚禁后，每天在纸上写“袁世凯”三字，然后撕成碎片。庚子年逃到西安后，又经常画一乌龟，在龟背上写上“袁世凯”贴在墙上，用小竹弓向之射击，射烂了还不解气，再取下来剪碎，“令片片作蝴蝶飞”……历史对袁世凯告密作出了评价。深入考辨史实真伪，是史家之责。但就袁世凯告密的负面作用而言，应该说铁案难翻。
新政第一人
光绪二十七年（1901年），李鸿章病死，袁世凯署理直隶总督兼北洋大臣（次年6月实授）。二十八年初，袁世凯兼任政务处参预政务大臣、练兵大臣，并在保定创立北洋军政司（后改北洋督练公所），自兼督办，开始编练北洋常备军（简称北洋军），且抓住了清朝京畿的警权。此后，他又兼任督办商务大臣、电政大臣、铁路大臣等职，号称一人身兼八大臣，势力从军事急剧扩张到政治、经济等方面，形成“朝有大政，每由军机处向诸北洋”的局面。
袁世凯的权势已远远超过当年的曾国藩、李鸿章。在当时西方人眼中，李鸿章是“中国第一人”，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的政局、带领中国走向现代化的政治人物。
一位采访过袁世凯的美国记者说，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。光绪二十七年三月，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10条，包括设立课官院和课吏馆，对官吏进行新政集训；命学生学习实用书籍和外国学术；各省设官报局，开启民智；派遣王公官员出国考察；设立商会，兴办商务等。并首先在山东身体力行，积极推进新政。开办了课吏馆、校士馆，成立了山东大学堂（今山东大学前身），创办了商务总会，设立了银元局等。
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，袁世凯更是事事率先倡办。论者以为，“清廷革创之政，几乎均出其手”。此间，袁世凯除了通过实际把持“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外，在政治、经济、教育等各方面均有革创。政治方面的改革，围绕整饬吏治展开。有提陋规、改公费；设官吏考验处、调查处；“开官智”，培养新政人才等。“陋规”又称“规礼”，指年节时令下级向上级奉送“常例”的金钱和礼物。清代官员俸禄微薄，办公用度浩繁，不得不行此举。但长官为饱私囊，无不取之多多益善；属员为保禄位、谋肥缺，无不非分钻营、搜刮贡献。袁世凯认为吏治最大的问题“莫如收受陋规一事”。
他采用的是提陋规、改公费的老办法：按各官向来所得多少，明定等级，酌给公费，多者月给一千两，少者一百两或五十两，不得私相授受，否则严加治罪，以养官之廉，止官之贪。