蔡锷尽力职守，颇思有所作为。他特别热心于改革军事教育，曾邀集留日士官同学蒋方震、阎锡山、张绍曾等11人组织军事研究会，研讨战略战术。又修订了早年在广西起草的《军事计划》一书，贡献给袁世凯，作为国防计划的纲要。在该书中他提出：立宪制度和义务兵役制，是新国家赖以行进的“两轮”或“两翼”，“而二者之间，尤有至深至密之关系”。由此，他把军事改革与政治改革联系在一起，主张给农民以“土地所有权”，使其能“自由之劳动”；给市民以“自治权”；同时教育贵族爱国家，破除特典、特权。他兼任全国经界局督办后，对经界局事务也作了详细的规划，并在短期内主持完成了《中国历代经界纪要》和《各国经界纪要》两书。
但是，他把富国强兵的希望寄托在袁世凯身上，则只能被严酷的现实所粉碎。
就在蔡锷在京时，袁世凯的政治野心不斯膨胀。他残酷镇压资产阶级革命党人，打击民主共和力量，同时篡改宪法，破坏责任内阁制，强化集权统治，朝着复辟帝制的道路疾进。 蔡锷到京不久，迅即察觉袁氏父子的阴谋与野心，便暗中与朋友、同道联系，小心翼翼地多方做应变的准备。当时全国各省除滇、黔、粤、桂外，几乎都是北洋军队的防地，而广东都督龙济光早已归顺袁世凯，并牵制广西都督陆荣廷，使之不敢异动。只有滇黔，一时成为立宪派活动的地盘。蔡锷的举动对该两省有着举足轻重的影响，因而袁世凯对他倍加提防。袁世凯曾向亲信曹汝霖泄露自己的心机说∶“松坡这个人，有才干，但有阴谋”，“我早已防他，故调来京。”