，培养了大批的军事人才。在攻打武昌革命军的时候，冯国璋因为没能很好的领悟袁世凯的旨意（冯国璋当时还想忠于清室而并不赞成共和），后来便被袁世凯调回京城，改由段祺瑞担负前线指挥重任。段祺瑞倒是真心拥护共和的，于是在袁世凯的逼宫行动中扮演了很重要的角色，帮了袁世凯的大忙。
民国建立后，段祺瑞继续受到袁世凯的重用。尽管当时内阁总理像走马灯一样的更换，但段祺瑞担任的陆军总长却一直巍然不动。在“二次革命”的时候，段祺瑞还亲自代理国务总理，组织战时内阁并一举击败南方革命党人。中国有句古话说得好，“飞鸟尽，良弓藏；狡兔死，走狗烹”，袁世凯巩固了自己的势力后，他发现段祺瑞在北洋军中也已自成一派，而段祺瑞为人刚愎自用，很多事情不向袁世凯请示便自行决定，提拔的军官也大多是自己的学生部属。如此以往，恐有军权旁落的危险。
1901年，在段祺瑞的原配夫人去世后，袁世凯为了笼络这位干将，将自己视同己出的义女张佩蘅介绍给段祺瑞作续弦，两家女眷来往非常密切，袁世凯的子女有时候也叫段祺瑞姐夫的。但在民国以后，段祺瑞与“太子”袁克定的关系一直不和，他对于袁克定试图插手军队的企图十分反感，而袁克定则利用各种机会在袁世凯的面前诋毁段祺瑞“擅权”、“图谋自立”等。时间久了，袁世凯终于起了疑心，后来便设立了陆海军大元帅统帅办事处，委派其侍从武官荫昌、陆军总长段祺瑞、海军总长刘冠雄、海军司令萨镇冰、参谋次长陈宦等人为办事员，并请出王士珍出来主持常务，一切军政要务均需报袁世凯定夺。
段祺瑞也是个聪明人，他知道袁世凯这是在有意削夺自己的兵权，于是他就干脆找各种借口不参加统帅办事处的会议，对于陆军部的事务也多交给次长徐树铮处理。有一次，袁世凯将段祺瑞召至总统府查问一件公事，段祺瑞不太清楚，说还要到部里去查一下。袁世凯很生气，说：“你们部里的呈文都上来了，你还去部里查什么呢？”
原来，段祺瑞根本就没有处理过这事，而呈文也是次长代他签名送上去的。由此，袁世凯见人就大发牢骚：“你看看，我们北洋的人都成了什么样子！芝泉不到部里去办公，华甫（冯国璋的字）身为地方大员，每天睡到中午十二点才起床！这像什么样子！”
在一些重大问题上，袁世凯与段祺瑞也产生了尖锐的矛盾，比如袁世凯对陆军次长徐树铮非常反感（此人有才，但人缘极差，比段祺瑞的脾气还要大），几次想把他调走，但段祺瑞一直袒护徐树铮，并声称：“要撤徐树铮的职也可以，那就将我也一起撤了！”在“二十一条”谈判期间，段祺瑞也是主战一派，并在暗中偷偷的调度军队，让袁世凯很是恼火。
由于段祺瑞经常称病，袁世凯也就顺势让他养病休息，改由王士珍代理了陆军总长一职。在帝制运动进行到高潮的时候，袁世凯对已被解除兵权的段祺瑞还不太放心，于是又把他召来问话，说：“芝泉啊，你休息的这段时间里，形势变化很大。现在各界人士纷纷请愿，要求变更帝制，你看我该怎么办？”
段祺瑞霍然站起身，大声道：“大总统，你别看我在养病，但这些人的勾当我一清二楚。目前国家好不容易安定下来，如果现在又走回头路，对国民如何交代？那些所谓的民意，都是小人所捏造，为的是自己升官发财，大总统你可千万不能轻信哪！”
袁世凯心里不悦，但表面上还是装出一副平静的样子，说：“芝泉，民意不民意，我也不去管它真与假，我就问问，你的意思如何呢？”段祺瑞愣了一下，说：“大总统，你待我二十年，恩重如山，我自当言无不尽，我实在不愿意看你成为罪人啊！”最后，两人的谈话不欢而散。
袁世凯称帝前，段祺瑞曾召集心腹徐树铮、曾毓隽等人，十分悲愤的说：“项城看来真是要做皇帝了，无可救药啊！想当年，我领衔诸位将领发拥护共和之通电，如今我要是拥项城为帝的话，我在国人眼中还算人吗？试问二十四史，还能找出我这样的人物吗？所以无论公与私，我都宁死也不参与帝制，我打算归隐山林，决不多发一言。”
不过话说回来，像段祺瑞这等人物，本就是中华民国的开国元勋，倘若按照民国政治的运作，他是完全有机会接袁世凯班的。如今袁世凯要搞“家天下”，断了段祺瑞等人做国家元首的念想不说，如今还要做袁家特别是那个袁克定的臣属，这就是降志辱身，令人难以容忍了。不过，段祺瑞毕竟跟了袁世凯这么多年，他当时并无反袁之心，不过以消极怠工加以杯葛，而袁世凯还是领着帝制的战车不断前冲，最后一哄而散，悔之晚矣。
开弓没有回头箭，世界上终究没有后悔药可吃。在后来取消帝制的当天晚上，袁世凯把张一麐找来谈话，极其悔恨的说：“我当时没有听你和范孙（严修的字）的话，现在想来真是又悔又愧啊！范孙跟随我多年，从来没有跟我提起过什么官阶升迁；你在我的幕府中也有十几年了，也是从来没有提过什么个人要求。可见那些淡泊名利，视荣华富贵、功名利禄如烟云的人是多