他意识到自己处境危险，流露出焦急心情，嘱维新派妥筹良策。八月初二日又由林旭带出第二道密诏，令康有为“汝可迅速出外，不可迟延”。康有为、梁启超、林旭、谭嗣同等维新派核心人物跪诵密诏，痛哭失声，誓死搭救皇帝，决定实行兵变包围颐和园，迫使慈禧太后交权。
八月初三，谭嗣同夜访法华寺，会见袁世凯，说袁举兵杀荣禄，围颐和园，对慈禧太后则或囚或杀。袁世凯慨然应允，送走了谭嗣同。但他八月初五日向皇帝请训，当天乘火车回天津，却向荣禄告密。当夜，荣禄赶回北京告变。八月初六日晨，慈禧发动了政变。
1970年，台湾学者黄彰健发表了一篇具有影响力的论文——《论戊戌政变的爆发非由袁世凯告密》。
1980年代后，大陆学者在较宽松的学术氛围下，利用第一历史档案馆所藏当时档册，准确订正出慈禧回宫的时间不是八月初六日，而是八月初四，从而使八月初五荣禄得袁世凯密报后“闯园告变”的旧说失去时间和空间的凭借。
据袁世凯本人的日记《戊戌纪略》记载：八月初三日，谭嗣同深夜造访，再三要求袁世凯举兵杀荣禄，包围颐和园，并说：“不除此老朽（指慈禧太后），国不能保。”袁世凯闻言大惊，敷衍推诿，不肯答应。哄走谭嗣同，八月初五日回到天津后，袁世凯立即积极主动向荣禄告密。又由荣禄报告慈禧太后，慈禧太后于八月初六日晨发动戊戌政变。
这是认为由于袁世凯告密而致使慈禧太后发动戊戌政变、扼杀戊戌维新的重要根据。海峡两岸诸多学者指出了其中的重大疑点：
第一，“杀禄围园”、囚杀慈禧、发动军事政变，这是十万火急的天大事件。袁世凯告密若果真属于积极主动，他完全应该、并且可以在第二天，即八月初四日，立即在北京告密。中央权贵大臣奕劻、刚毅是西太后心腹，也都是袁的朋友，如果袁世凯决心告密，他完全可以初四日在北京找他们告密。但他没有这样做，初四日一整天无所动作，事隔一天，才绕了一个大圈子跑到天津去向荣禄告密。
第二，据袁世凯说，初五日返津见荣禄，刚要告密，“略述内情”，忽有客叶祖圭等人来访，因此欲言又止，只好等次日再说。谭嗣同已募勇士数十人在京，慈禧有旦夕之祸，事关紧急，袁世凯完全应该、也可以禀明荣禄有要事相告，设法把客人支走。只因有客人即将此事拖延一天，于理不通。
第三，第二天即八月初六日上午，荣禄来访，袁世凯和盘托出维新派围园杀太后之谋，按理荣禄应立即驰京报信，两人却为如何保全光绪“筹商良久，迄无善策”，又耽搁了一整天，当时处于险境的是慈禧而不是光绪，按袁世凯日记，荣禄的做法有悖常理。
第四，时间上显然有矛盾。慈禧太后发动政变、实行训政是在八月初六上午。袁世凯八月初五上午觐见光绪帝后，即乘火车回天津。袁世凯日记中说：“抵津，日已落。”
袁赶到荣禄处告密，当在夜间。即使当时荣禄得知了围园之谋，也难以于当夜赶到北京，将其情上报。因为当时京津之间的火车开通不久，没有夜车，且缺乏夜间行车的设备、经验与技术，谁都不可能下令加开一次夜车。更何况当时荣禄有客人，袁世凯欲言又止，荣禄是第二日即八月初六才得知实情，两个人却又耽搁了一天。
而慈禧太后八月初四即已返回大内，控制了光绪，八月初六上午已经正式宣布训政。此外，慈禧太后政变之初，捕拿维新派名单中只有康有为兄弟，没有谭嗣同。且上谕中康有为的罪名是“结党营私，莠言乱政”，罪名较轻。如果慈禧太后是得到袁世凯告密后才发动的政变，那么围园劫太后之谋是大逆不道、罪在不赦的首罪，应首言之；而往说袁世凯围园劫持太后的谭嗣同是“逆首”，应列于捕拿维新派名单之中。
可知慈禧太后发动政变时还不知有“杀禄围园”、劫持太后之谋。据此，上述学者以为，慈禧太后发动政变、出而训政，与袁世凯告密无关，而是新旧两党长期矛盾积累的结果，是守旧派的既定步骤。袁世凯日记《戊戌纪略》所记，不足为凭，是袁世凯为平息传言、洗刷自己、塑造始终忠于朝廷的形象而精心编造的谎言。
尽管如此，也有一些学者认为，慈禧政变并非与袁世凯告密无关。有个别人提出，袁世凯告密不是在八月初五日返回天津之后，而是在见到谭嗣同后的八月初四，袁世凯告密是造成慈禧提前回宫发动政变的最直接原因。袁世凯的儿子袁克齐后来回忆，他曾听见老家人卞爽琴说：记得是戊戌那年，有一天下午八点多钟，忽然有一个人求见袁大人。门上拦不住，他直入大人书房。当时我们在窗外偷看，看见大人精神很不安。那个人态度很严肃，一手拿着手枪，一手拿着一个簿子，请大人在簿子上签名。大人开始有为难的样子，最后还是签了。过了一会儿，就端茶送客。
那人走了以后，大人就匆匆去某亲王处。过了几天，听说太后把光绪皇帝囚在瀛台，把谭嗣同、康广仁等六个人杀了。后来才听说，那天晚上来的那个人就是谭嗣同。多数人认为，袁世凯告密虽在政变之后，没有直接导致政变，但却致使事态扩大，令大批维新派被捕、被革、被逐，“六君子”被杀，变法彻底失败，因此袁世凯告密仍然与慈禧政变摆脱不了干系。
当京津一带盛传秋天慈禧与光绪赴天津阅兵之际光绪将被废黜时，维新派几经筹商，由康有为上密折建言：请仿日本参谋本部，选天下虎罴之士、不二心之臣于左右，上亲擐甲胄而统之。康有为对几个握有重兵的将领进行了分折，认为袁世凯“夙驻高丽，知外国事，讲变法，昔与同办强学会”，可为“虎罴之士、不二心之臣”。于是，光绪于八月初一召见袁世凯，破格赏候补侍郎，专责练兵事务，并随时具奏应办事宜。此举引起后党惊惧，荣禄谎称英俄在海参威开战，大沽口外战舰云集，将聂士成军调驻天津、董福祥军调驻北京长辛店，命袁世凯迅速回防，以防他变。
京津气氛顿时紧张。维新派决定铤而走险，由谭嗣同去游说袁世凯，举兵勤王。戊戌政变前夜，谭嗣同夜访袁世凯，是中国近代史上的重要事件。毫不夸张地说，任何讲述维新运动史的著作都不能不提及它。关于夜访情况，袁世凯的《戊戌纪略》和梁启超的《戊戌政变记》都有较详细的记载。袁世凯的《戊戌纪略》主要情节可靠，大多数的次要情节也可靠；梁启超的《戊戌政变记》则有意隐瞒维新派“杀禄围园”、劫持太后之谋。
事情经过大致是这样的：八月初三日晚，谭嗣同秘密至京郊法华寺见袁世凯，要他亲率敢死将士数百名，拥光绪帝登午门，杀荣禄，除旧党。袁世凯慷慨表示誓死效忠皇上，但又表示立即举兵勤王有困难，说：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，则可以上命诛贼臣矣。谭嗣同无奈，只得同意等到天津阅兵时再作计议。
几乎是同一天，御史杨崇伊（李鸿章亲家）通过奕劻递密折请太后“即日训政”。密折除了攻击维新党和帝党外，特别指出要防止维新党同东人（日本人）勾结乱政：风闻东洋故相伊藤博文，即日到京，将专政柄……伊藤果用，则祖宗所传之天下，不啻拱手让人。当时日本前首相伊藤博文正来中国访问，“京朝大小官奏请皇上留伊藤在北京为顾问官”，“持此议者甚多”。
慈禧不担心维新派上书言事，却担心他们掌握武装、与外国势力联合。当天傍晚，光绪离开了颐和园，并将于八月初五日会见伊藤博文；袁世凯则将于八月初五日陛辞出京。慈禧对此不能不防，遂决定乘时政变。
八月初四日，慈禧带领随从突然从颐和园赶回紫禁城皇宫。光绪慌忙出迎，慈禧不理，径直进入光绪寝宫，将所有章奏归拢在一起携之而去，一面怒斥光绪：“我养汝二十余年，乃听小人之言谋我乎？”光绪“战栗不发一语”，良久嗫嚅道：“我无此意。”慈禧唾之曰：“痴儿，今日无我，明日安有汝乎？”遂传懿旨，以上病不能理万机为辞临朝训政。从这晚起，光绪即被囚禁在中南海瀛台涵元殿，此后他虽还有些活动，但已处在慈禧及其爪牙的严密监视之下。八月初六日，慈禧以光绪的名义发布诏书，宣布太后训政，并命逮捕康有为等人。
当事情紧迫之时，袁世凯并不敢做出杀荣禄、兵围颐和园劫持慈禧太后的冒险举动，但直到八月初五日回天津后他尚未告密。八月初六晚，袁世凯听到杨崇伊带来北京已发生政变的消息，以为事情泄露，为保全自己，遂和盘端出了维新派围园兵变的密谋。此事在袁世凯亲信张一《心太平室集》及荣禄亲信陈夔龙《梦蕉亭杂记》中均有所载。
张一于光绪二十九年（1903年）入袁世凯幕府，长期随袁左右，所记当由北洋幕府或袁世凯口中听闻，其告密真相与袁世凯后来编造的日记《戊戌纪略》不同；陈夔龙戊戌政变后不久入荣禄幕府，他与袁世凯不睦，所记应是从荣禄口中听闻。两人所记袁世凯告密之情十分接近，即袁世凯本来没有告密的念头，而是在八月初六晚听到杨崇伊带来太后训政捉拿二康的消息后，怕受到牵连故而告密。事情经过大致如下：袁世凯初五日返津。一天后，即初六日，杨崇伊至天津，向荣禄报告了太后训政的消息。
袁世凯拜谒荣禄时，杨崇伊已在荣禄处。荣禄已从杨崇伊处得知太后训政消息，但“佯作不知”。袁世凯刚从北京回津，且受光绪帝封为候补侍郎，荣禄心存疑虑，故而见袁世凯时“令卫兵夹道罗列”。袁世凯“见卫兵夹道罗列”，又从杨崇伊那里得知太后训政，捉拿康有为、康广仁的消息，吓坏了。陈夔龙记载：“袁知事不谐，乃大哭失声，长跪不起。”张一记载：“袁乃跪求荣为做主。”
他害怕康有为供出谭嗣同夜访其于法华寺之事，遂将当时守旧派尚不知道的维新派“杀禄围园”、劫持太后的兵变密谋和盘托出。袁世凯告密的内容又由杨崇伊带回北京，慈禧太后才得知维新派围园兵变的密谋。八月初九日遂有旨：张荫桓、徐致靖、杨深秀、杨锐、林旭、谭嗣同、刘光第均着先行革职，交步军统领衙门，拿解刑部治罪。由于袁世凯告密，事态扩大，清廷大肆搜捕维新派，康有为、梁启超逃往日本。谭嗣同拒绝出逃，他向友人表示：“各国变法，无不从流血而成，今中国未闻有因变法而流血者，此国之所以不昌也。有之，请自嗣同始。”
八月十三日，清廷不经审讯即处决“六君子”。八月十四日宣示罪状，有指维新派“包藏祸心，潜图不轨，前日竟有纠约乱党，谋围颐和园，劫制皇太后及朕躬之事，幸经觉察，立破奸谋”等。这说明袁世凯的告密内容已反馈到北京。
至于袁世凯，慈禧太后最初认为他是维新一党，参与围园密谋，并未主动出首，“存心叵测，欲置之重典”。荣禄却看中了袁世凯的才能，为袁力保，最终以虽非主动告密，但把围园密谋和盘托出，总算将功补过。袁世凯不但被旧党宽容，而且受到重用。荣禄进京，袁世凯奉命护理直隶总督，其新建陆军得赏银四千两。人说袁世凯以“六君子”的鲜血染红了自己的顶子，并不为过。尘埃落定，反思一切，不能不承认慈禧太后目光的老辣。
事实上袁世凯在戊戌变法期间倾向维新派，他通过徐世昌与维新派保持密切联系，不但与闻兵变之事，参与、支持密谋，而且作出过使用兵力的承诺。袁世凯与康有为同为维新变法时期的重要人物。康有为是维新理论的奠基者、变法运动的领袖、旗手。袁世凯的家族背景和个人身世，决定了他赞同或偏向维新变法。甲午战争以后，袁世凯即与康有为结交。康有为发动“公车上书”时，袁世凯在督办军务处当差，康有为第四次上书，都察院、工部不肯代递，袁世凯曾帮助他向督办军务处要求代递。
袁世凯本人也曾上书，条陈变法事宜，著名的有《甲午条陈》、《上翁同龢说帖》等。德国侵占胶州湾事件发生后，袁世凯上书翁同龢支持变法，说，今日时局危险至极，必须变法。变法之政一时难于毕举，应择最重要的用人、理财、练兵三大端力行变革。
光绪二十四年（1898），变法维新的声浪日益高涨，袁世凯又进京面谒翁同龢，“深谈时局，慷慨自誓”，且拿出《瓜分中国画报》给翁同龢看，“切言必亡必分之道，必须大变法，以图多保全数省”。
袁世凯本人既积极致力于改革军制，又曾在一定程度上支持康有为，两人的思想有许多相似或相通的地方，如法之当变，发展经济，改革教育，编练新军等。论者以为，袁世凯作为洋务派的后起之秀，其思想渐渐滑向维新派，而处于二者之间；袁世凯所提建议与康有为相比，似更切实可行且利于变法。康有为在北京发起创立爱国团体强学会，推陈炽为会长，梁启超为书记员。
