一、強顏變法
慈禧扼殺了戊戌變法，造成了一場幾乎使國家毀滅的滔天大禍。等到洋兵進入北京，倉皇出奔，有同喪家之犬，知道今後她的命運繫於外人的喜怒，迭下罪己詔、保薦人才詔，最後竟亦宣布變法，動機實為對外獻媚。擁護慈禧政權的張之洞曾說：「變法則事事開通，各國商務必然日加旺盛。」「非變西法不能化中國仇視外國之見，不能化各國仇視朝廷之見。」新授軍機大臣鹿傳霖與張為郎舅，當權的榮祿亦想藉變法表示開明，慈禧終覺由她來宣布變法不好啟齒。有人說：「變法自變法，康有為謀逆自謀逆。」她認為頗可解嘲，於是有一九○○年十二月一日命內外大臣督撫條陳改革朝章、國政、吏治、民生、學校、科舉、兵政的上諭。一九○一年一月二十九日再以光緒的名義，正式頒布變法詔，首謂：世無一成不變的治法，「近數十年積習相仍，因循粉飾，以致成此大釁。現正議和，一切政事，尤須切實整頓。……取外國之長乃可補中國之短，懲前事之失，乃可作後事之師」。這是表示振作，取法洋人。次謂：「康逆（有為）之談新法，乃亂法也，非變法也。……皇太后何嘗不想更新，朕何嘗概行除舊？……今者恭承慈命，一意振興，嚴禁新舊之名，渾融中外之跡。」這是為慈禧洗刷戊戌政變罪名，表示她亦非頑固者。又云：「中國之弱，在於習氣太深。……誤國家者在一私字，禍天下者在一例字。近之學西法者，語言、文字、製造、器械而已，此西藝之皮毛，而非西政之本源。居上寬，臨下簡，言必行，行必果，我往聖之遺訓，即西人富強之始基。」這是檢討中法之弊與為政之原則。最後是徵詢各方的具體意見。
上諭提示的變法的主旨，與張之洞的《勸學篇》如出一轍。戊戌變法是康有為與光緒的合作，康為推動人，這次是張之洞與慈禧的合作，張為推動人。七月間，張與劉坤一連上變法三摺，稿出張手。第一摺重在興學育才，包括設文武學堂，改文科，停武科，獎遊學。第二摺論整頓中法，列舉治、富、強三原則，及辦法十二端。第三摺論採行西法，凡十三端，如派遊歷，練外國操，廣軍實，修農政，勸工藝，定礦律、路律、商律、交涉、刑律，用銀元，行印花稅，推行郵政，官收洋藥，譯書。
一九○一年四月，添置督辦政務處，主持者為榮祿，輔佐者有鹿傳霖及稍後加入的瞿鴻璣，列名的有奕劻、李鴻章、崑岡、王文韶、劉坤一、張之洞及袁世凱。李卒於一九○一年十一月，劉卒於一九○二年十月，榮祿卒於一九○三年四月。繼榮祿的奕劻，根本不知變法為何事。督撫中的柱石為袁、張，張年將七旬，而袁四十餘，春秋方盛，取代了甲午前李鴻章的地位。
見於文字的變法上諭大抵與戊戌年相似，不過非集中頒布，而係於數年內為之。涉及的事項，也與戊戌年無大出入，僅新機構的添置較多。四十年來，總署統司一切洋務新政，職位淆雜而少專官，一九○一年七月，因各國要求，改為外務部。主動設立的為一九○三年九月的商部，一九○五年十月的巡警部，十二月的學部及練兵處。其他部、處，以後隨時說明。裁撤的衙署，中央有詹事府、通政司，地方有河東河道總督、湖北、雲南巡撫、廣東漕運總督。
督辦政務處設置之初，頒布了一些支離的紙上興革。如一九○二年准滿、漢通婚，勸漢人婦女除纏足積習。過了兩年，規定陸軍官製得兼用漢人，旗民一律用新刑章，滿籍御史一體考試。一九○五年命議訂劃除滿漢成見辦法，這是有鑑於革命排滿空氣瀰漫，準備立憲時所採取的撫綏政策，但均無實際。張之洞失望地說：「京朝門戶已成，廢弛如故，蒙蔽如故，秀才派如故，窮益加窮，弱益加弱，……餉竭債重，民愈怒。」
比較可觀的新政，一為北洋警察。聯軍佔領北京期間，多於所管區置「安民所」，日本招華人為巡捕，以維持治安，修繕街道。日後清延襲用其法，設京師工巡總局。袁世凱亦於天津、保定舉辦警察，主其事者為趙秉鈞。一九○二年詔命各省仿行，結果是為善不足，擾民有餘。
二為禁煙，光緒年間，每年進口鴉片多達十餘萬擔，內地所產倍之，最多時為四十萬擔。鄉村嗜食者十之六，城市十之九，吏役兵丁幾乎無人不吸。一九○六年九月，詔定十年禁絕。繼與英國協議，自一九○八年起，英國允將印度輸入鴉片，每年遞減十之一，但必須中國禁絕自種。一九○九年二月，由美總統塔夫脫（WH Taft）建議，在上海舉行萬國禁煙會議，對於中國禁煙成就，頗致讚許。至民國初年，除僻遺地區外，幾無種者。其後軍閥橫行，視鴉片為利藪，私種及洋商偷運進口之風又起。
領事裁判權，因各國藉口中國司法不良，不肯放棄。一九○二年三月，命出使大臣查取各國律例，責成袁世凱、張之洞，保薦專家，以備開館編纂。五月，派沈家本、伍廷芳主持，開始修訂。沈諳於中律，伍曾習西律。是年中英及次年中美、中日商約均訂明各國允協助中國整頓律例，俟一切臻於妥善，願將領事裁判權取消。一九○五年四月，宣布刪除凌遲、梟首、戮屍，死刑至斬決止，並禁止刑訊拖累，變通笞杖辦法，清查監獄、羈所。新式審判廳於一九○七年初設於東三省，並先於直隸、江蘇、湖北試行，司法與行政逐步分離。
二、袁世凱與北洋新軍
中國陸軍之用洋槍、練洋操約已三十年，然徒有其表，舊習不改。甲午戰起，一敗塗地。於是有趕練新軍之議。一八九五年一月，首命長蘆鹽政胡燏棻督練五千人，號曰「定武軍」，復將以能戰知名的聶士成部改為「武毅軍」，均駐天津附近。同年，張之洞創「自強軍」及陸師學堂於江蘇，次年立「護軍營」及武備學堂於湖北，均以德人為教習。袁世凱深痛舊有各軍之腐窳，上書當道，縱論整頓軍伍的必要，主亟檢名將，優以事權，按中西營制律令，參酌改革。定武軍成軍將一年，效果不著，政府即將此項任務付諸袁世凱，定武軍及新募的二千餘人，悉歸督練，名日「新建陸軍」，諸事模仿德國、日本規制，以翰林徐世昌任督練處參謀，北洋武備學堂畢業生段祺瑞、馮國璋、王士珍分任步兵、砲兵、工程兵學堂總辦兼統帶，曹錕、李純等任隊官，此外有來自防勇的張勳、倪嗣衝等，洋教習以德人為多。李鴻章時代，武備學堂畢業生平時只任訓練，戰時則官弁調度，袁將訓練與指揮的權責合一，統兵者與練兵者為一人，此為新軍與淮軍最大不同處。袁本人亦無間寒暑，躬親考校。戊戌政變後，全軍增至一萬人，英國議員貝思福參觀後，印象至佳，於袁稱道不置。不久改編為「武衛右軍」。拳亂時期，武衛軍悉歸消滅，右軍以調往山東，不僅獨獲保全，並增編二十營，兵力擴大至二萬人，自強軍亦歸袁訓練節制。
辛丑和約定後，詔命擴充北洋、湖北武備學堂與袁的隨營學堂，裁汰綠營（練軍）、防勇（湘淮勇營），精選若干營分編為常備、後備軍及巡警營（憲兵）。常備軍每鎮萬餘人，因尚未施行徵兵，仍為招募而成。一九○二年，袁創設軍政司，所部改稱常備軍，置兵備、參謀、教練三處，由王世珍、段祺瑞、馮國璋主持，先編練兩鎮。詔命北方的河南、山東、山西，及南方的江蘇、安徽、江西、湖南各省，選派將弁分赴北洋、湖北學習，學成後回本省管帶新軍，每年由北洋、湖北派員校閱。張之洞為書生，興居無節，不諳軍旅，但能紙上空談。袁世凱久歷戎行，深知他之能有今日，由於他擁有一支精練的部隊。北洋為國防要衝，中樞復以大力支持，結果張無所成，袁一枝獨秀。
一九○三年，袁兼辦京旗練兵事宜，鐵良為會辦。中央設練兵處，各省設督練公所。奕劻任練兵處總理，袁為會辦，鐵良為襄辦，徐世昌任提調，劉永慶、段祺瑞、王世珍長軍政、軍令、軍學三司。一九○四年北洋三鎮成軍，其中一鎮為京旗。每鎮步兵兩協（每協兩標，即團），騎兵、砲兵各一標，工程兵、輜重兵各一營，計官兵共約一萬二千五百人。一九○五年，定各省新軍均名陸軍。九月，北洋陸軍於直隸河間秋操，一九○六年又於河南彰德舉行。北洋陸軍外，尚有湖北陸軍參加，兩次均由袁與鐵良任閱操大臣。此時北洋已有六鎮，湖北一鎮，江蘇一鎮。十一月，陸軍部成立，鐵良任尚書，北洋六鎮中的四鎮改歸陸軍部統轄。一九○七年，設軍諮處，馮國璋為正使，八月陸軍部定分省限年編練全國陸軍計劃，近畿四鎮，四川三鎮，直隸、江蘇、湖北、廣東、雲南、甘肅各二鎮，其餘諸省及江北、熱河各一鎮，大抵係依各地區在軍事上的重要性與財力為準。截至一九一一年，全國新軍計十六鎮，十六混成協（旅），訓練裝備以北洋六鎮為精，分駐直隸、山東、東北。袁任直隸總督、北洋大臣雖不及李鴻章之久，而實力過之。
關於軍事教育，除隨營學堂外，一九○二年，袁又開辦保定行營將弁學堂，一九○三年開辦武備小學、陸軍速成學堂。一九○六年，改陸軍速成學堂為保定軍官學堂，為最高教育機構。各省亦分設武備學堂、講武堂、陸軍速成學堂、預備學堂及小學，北京清河、江蘇南