十月初二日两宫驻跸开封，河南全省文武均在城外迎驾，行宫陈设壮丽，俨然有内廷气象。奕劻由京师赶到，立即获得召见，询问京中情况至为详尽。第二天再召奕劻，奕劻把李鸿章的最后奉疏奉呈，两宫都为之流涕。
李鸿章的遗疏全文于后：
奏为臣病垂危，自知不起，口占遗疏，仰求圣鉴事。窃臣体气素健，向能耐劳，服官四十余年，未尝因病请假。前在马关受伤，流血过久，遂成眩晕。去夏冒暑北上，复患泄泻，元气大伤。入都后又以事机不顺，朝夕焦思，往往彻夜不眠，胃纳日减，触发旧疾时作时止。迭蒙圣慈垂询，特赏假期，慰谕周详，感激涕零。和约幸得竣事，俄约仍无定期，上贻宵旰之忧，是臣未终心事。每一念及，忧灼五中。本月十九夜，，忽喀血碗余，数日之间，遂至沉笃，群医束手，知难久延。谨口占遗疏，烦臣子经述恭校写成，固封以俟。伏念臣受知最早，蒙恩最深，每念时局艰危，不敢自称衰病。惟冀稍延余息，重睹中兴。赍志以终，殁身难瞑。现值京师初复，銮辂未归，和议新成，东事尚棘，根本至计，处处可虞。窃念多难兴邦，殷忧启圣。伏读迭次谕旨，举行新政，力图自强。庆亲王等皆臣久经共事之人，此次复同更患难，定能一心效力，翼赞讦谟。臣在九泉，庶无遗憾。至臣子孙，皆受国厚恩，唯有勖其守身读书，勉图报效。属纩在即，瞻望无时，长辞圣明，无任依恋之至。谨叩谢天恩，乞皇太后、皇上圣鉴。谨奏。
同日发布一道上谕：“奉懿旨，略谓上年京师之变，该大学士忠诚坚忍，力任其难，宗社复安，朝廷攸赖。近日因病，然经降旨慰问，该大学士力疾从公，忠靖之忱，老而弥笃。乃骤患咯血，遽尔不起，艰危之交，失此柱石重臣，曷胜怆恸！前已加恩云云。着再赏银五千两治丧，立功省分建立专祠；政功战绩，宣付史馆。伊子李经述，着赏给四品京堂，承袭一等侯爵；李经迈着以四品京堂用；李经方服阕后以道员遇缺简放。伊孙李国杰，着以郎中即补；李国燕、李国煦着以员外郎分部行走；李国能、李国焘着赏给举人，一体会试云云。”
初四、初五、初六均在开封逐日召见奕劻，并于初五日颁上谕：“奉懿旨，奕劻着加恩在紫禁城内乘坐二人肩舆。”初六日命奕劻启程返京继续办理议和以及准备两宫回京事宜。
李鸿章的去世，使袁世凯成为北洋正统的领导人，成为当时最重要的人物，虽然光绪对袁的擢升很不开心，可是这是慈禧的主意，光绪如何可以反对呢。
袁世凯出任北洋大臣和直隶总督，虽由慈禧决定，有人却说是李鸿章遗奏保荐，又有人说是军机大臣荣禄向太后力荐。不管是谁的保荐，问题在于慈禧对袁有好感，信任他的忠实，欣赏他的才干，使袁以一个普通的道员，在五六年时间便爬到督抚地位，更特别的是直隶总督简直等于督抚团领袖，担负拱卫中枢的重大责任。
相传李鸿章临死前有遗折奏保袁为继任人，但在《文忠集》内却无此奏稿。同时袁的任命是在两宫回銮途中得李去世电的第二天即降旨，所以李纵使有遗折荐袁自代，可是袁的大命却是直接出于慈禧的圣眷。
袁因有李的遗疏荐贤的传说，愈发见重于世，据说代李拟稿的是于式枚（号晦若）。荐袁是用“附片”，附片也是清朝一种官书，遇有机密，誊之附片上达，可以留中不发。附片中有句：“环顾宇内人才，无出袁世凯右者。”袁后来有致于式枚一函，答谢于代李草疏荐己，函云：
“……节相骑箕，天下共恸！弟识陋望浅，何敢作此替人？乃承示以疏稿，竟过许：‘环顾宇内人才，无出世凯右者！’此虽出节相之口授，实亦由足下之成，弟当诏示子孙，永铭大德。兹随函奉上古董八件（另附一单于函末），戋戋聊表谢忱。……”
这一年袁世凯43岁，与当时的有名望的大臣和督抚比，实在太年轻了；因为他的三位前任，荣禄已快70岁，李鸿章79岁，王文韶68岁，袁世凯的年龄足够做这三位前任总督的儿子。
袁奉命署理直隶总督后，由于丧服在身，所以坚辞朝命，慈禧不许，于是他先把左右的人事作了一番部署，副将张勋、守备孟恩远、都司曹锟、吴凤岭等都蒙奏荐嘉奖，又特疏保荐唐绍仪。唐自朝鲜起便一直追随老袁，袁在山东巡抚任内曾创设商务总局，唐绍仪便以道员总揽局务，拟定各项规则，办理颇有成效，可算是袁的左右手。
光绪廿七年（1901年）十月初十日，袁世凯一切安排都已就绪，乃把山东巡抚篆务交给护理巡抚布政使胡廷幹，然后于十一日自山东起程北上，唐绍仪随行。十月十六日抵河北高阳，直隶护理总督周馥派人捧直隶总督大印来迎。十七日袁接收印绶，即日履任视事。
袁接任后的第一道人事命令，是派唐绍仪为津海关道。唐深通洋务，在朝鲜时也是主办关务。还有一个巧合，护理总督周馥在十五六年前也是任津海关道，那时袁在朝鲜，便和周订交，甚为莫逆。周馥一直在直隶省任职，后来做直隶臬司，最后是直隶按察使。他是按步就班地往上爬，而他的老朋友却出将入督，不过几年时光已变成著名的督抚，并且回到直隶做他的顶头上司了。
当袁奉派为直隶总督兼北洋大臣后，两宫在开封行宫于九月廿八日再颁上谕：“奉懿旨，以回銮在即，颁赏有功人员，李鸿章再赐祭一坛，伊子李经迈以三四品京堂候补；庆亲王奕劻赏食亲王双俸；大学士荣禄赏戴双眼花翎，并加太子太保衔；王文韶赏戴双眼花翎；两江总督刘坤一，加太子太保衔；湖广总督张之洞，直隶总督袁世凯，均加太子少保衔；余如联芳、那桐、张翼、周馥等，均升赏有差”。其后三天又颁上谕：“盛宣怀、赫德均赏加太子少保衔”。
袁在直隶任内第一件参奏，是请两宫惩办此次肇变祸首，将董福祥明正典刑。袁对董的恩怨，一方面由于董在武卫军时代以助义和团而恣意胡为，同时因董在不久前曾向荣禄威胁，袁这一奏疏使荣禄最为满意。
十七、北洋大臣任内
北洋大臣的业务有许多牵涉到外交事务，所以清廷总是选择通洋务的大臣来担任这个职务，尤其当八国联军侵占直隶之后，直隶总督辖区内自然有许多和洋人分不开的关系。
直隶总督衙门设在天津，可是天津已在八国联军占领下。《辛丑条约》签订后，洋兵交还天津时，曾照会清朝政府，提出一个条件，是在天津周围廿华里以内，不许驻扎中国军队。这实在是一个极不合理的条件，试想堂堂北洋大臣和直隶总督竟在他的衙门所在地没有军队保护，真是非常不合理的。袁世凯处理这个问题充分表现出他的明智。他在所辖部队中抽调出精锐的3000人，编为“巡警营北段”，派段芝贵率领，用维持治安的名义进驻天津，以1500人驻札天津市区，另1500名则分驻西沽、塘沽、山海关、秦皇岛、北塘等地。这些曾经过严格陆军训练的巡警，纪律严明、精神壮旺。此一措施对于地方治安的确保，收到极为成功的效果。接着为了加强巡警工作，又添募马队巡警50名，消防巡警100名，予以认真地训练和管理。同时又有小汽船三艘为巡缉河海之用。还创设了一个巡警学堂，延聘外国教师担任讲习，使警察人员有专门教育。清朝有正式的警察便是从袁世凯在直隶总督任内开始的。
当八国联军占领天津时，曾共同组成了都统衙门管理天津的行政和民间诉讼，联军撤退后在天津还留下洋警察为都统衙门的象征力量。袁世凯莅任后，即进行收回天津治权，派唐绍仪和八国委员签约。于光绪廿八年（1902年）七月十二日正式接管天津，撤去都统衙门，洋警察自然随之撤走。当时，关内外铁道都在英俄两国管理中，袁于八月初六赴山海关，会同俄国提督验收关外铁道，包括：由山海关至营口已成线700余里，由沟帮子至新民屯未成线200余里，包括沿铁路线所有厂房设备。。八月廿六日英公使到天津，会同英国提督交还关内铁道823里，也包括所有厂房设备。
还有开平煤矿问题。原来在八国联军入京时，开平煤矿的监督张翼奏募外国股份改为中外合同会社，他的理由是希冀保全矿产，于是他收受英人5万金镑，而在签定条款时则把矿池、河道均交付接办人永远执守。这简直是卖断 ，不要说清廷不知，大约张翼本人也不很清楚，直到有一天开平煤矿局局员杨善庆在局中升起“国旗”，英国竟宣称这是英人土地，不得悬挂黄龙旗，且有张翼卖断的各种凭证。袁乃请北京外务部（总理各国事务衙门裁撤后改为外务部）通知英国公使，声明张翼卖矿的私约，政府不能承认。同时请旨惩处张翼，责令克期收回煤矿。
当洋兵占领天津时，比利时人得清政府许可，准其在天津设立电车电灯公司。袁在直督任内，比人依照已签条约要求开办，袁不答应，认为以前所定的条款丧失权利太大，必须修改，比国使馆与清外务部几经交涉，均因袁坚持立场而无法获致结果。最后另订新约，以50年为限，每年赢利先缴地方官，提三成半给股东，倘使用民地，则由公司付租。50年期满后，一切轨道、房屋、木材、地基、机器车辆以及各种产业，均归直隶总督衙门所有，交还时并须修整完全，不得伤损，开办时先缴银五万两作为兴建天津御河铁道及安装排泄濠水机器之费用。
光绪卅年（1904年）袁的老朋友又曾做过他老师的南通状元张謇致书于袁，请袁促成清廷“立宪”。这封信洋洋洒洒千余言，函略云：“公今揽天下重兵，肩天下重任矣，宜与国家有死生休戚之谊。顾亦知国家之危，非夫甲午、庚子所得比，方乎不变政体枝枝节节之补救无益也，不及此，日俄全局未定之先，求变政体而为揖让救焚之迂图无及也。日俄之胜负，立宪专制之胜负也。今全球完全专制之国谁乎？一专制当众立宪尚可幸乎？日本伊藤板垣诸人共成宪法，巍然成尊主庇民之大绩，特命好耳！论公之才岂必在彼诸人下，即下走自问志气亦必不在诸人下也。”云云。洋洋千言，袁非常佩服。
这时候朝野一片促请立宪声浪，加上日俄战争的结果，君主立宪的小国日本，竟战胜了号称强国又是君主专制的帝俄，更证明君主立宪是一件顺人心的大事。清廷不得已 ，乃成立一个“考察政治馆”，同时接受袁请派亲贵出国考察政治的建议，乃派遣五位大臣：载泽、戴鸿慈、徐世昌、端方、绍英出洋考察宪政，以作敷衍，借以拖延时间。光绪卅一年（1905年）八月廿六日，五位大臣自北京启程出国，到前门外车站上，却被一位潜伏车站的刺客投了一颗炸弹，炸伤载泽和绍英二人。于是出国考察之行展期，九月才再度成行，由山东布政使尚其亨、顺天府丞李盛铎代替了徐世昌和绍英。绍英是伤势未痊不能成行，徐世昌奉委了一个新职务。这个新职是因为五大臣遇刺事件发生后，适应形势要求而增设的一个机构，也是袁世凯所建议：设立一个巡警部以统筹全国治安工作，集中事权。这个新衙门的首长也是袁世凯所保荐的，巡警部尚书是徐世昌，巡警部侍郎是赵秉钧。谋刺五大臣的刺客是桐城人吴樾，他是保定高等学堂的学生。他这颗炸弹又帮了袁世凯一个大忙，便是使袁借此机会抓到了清朝的警察权。
光绪廿八年（1902年）九月十七日慈禧准给袁丧假40日，让他回籍安葬生母刘氏，并追赠刘氏正一品夫人，赐祭一坛，命河南巡抚代祭。这些在清朝都是无比的尊荣。袁遂于九月廿五日把直督交由藩司吴重焘护理，于十月初八日返抵河南项城。这趟归来可算做“衣锦还乡”，河南巡抚远道迎迓，地方官员都是倾城迎接，场面非常荣耀。袁和夫人于氏、五位姨太太及儿女多人一齐回乡，很隆重地办完了这场葬礼。乡人们都盛称这位袁母刘太夫人有福气，一直等到儿子位极人臣才下葬。
袁在原籍只停留了14天，他返回天津前，取道东南，由信阳乘车至汉口。十月廿三日偕湖广总督端方参观炼铁厂和兵工厂。然后改乘汽船抵九江转江宁，和两江总督刘坤一会晤。然后到上海拜访吕海寰和盛宣怀。于十一月三日乘海圻轮北返，两天后抵达秦皇岛，转道回天津任所。
中国第一个军乐队是袁世凯在北洋大臣任内建立的，正式使用则是在光绪廿九年（1903年）三月慈禧和光绪行幸保定时。原来中国虽是礼乐之邦，可是军乐的使用各个朝代都不同；唐朝时唐太宗非常重视，到宋朝以后便渐渐忽略了。西洋隆重的军乐给袁世凯一个深刻印象，于是他便组成一支军乐队 ，所有乐器完全采用西洋的。这次两宫行幸保定，军乐队便在车站迎驾，慈禧和光绪下火车后，袁世凯率领百官跪迎，这时军乐奏了起来，最妙的是所奏的曲子竟是法国国歌《马赛进行曲》。因为当时清朝没有国歌，更没有其他迎接帝王大典的曲子，军乐队只会奏几只世界各国国歌，好在大家也不知道这是什么曲子，更不知道当时应该奏什么曲子。慈禧和光绪从来没有见过这种玩意，所以极感兴趣，她轻移御步走到军乐队前，很仔细地端详这些乐器，并且用极兴奋的口吻打听这些乐器的称呼，什么大喇叭、大鼓之类。袁世凯一一为太后解释，他这洋玩意确实把老太后唬住了。
不过，随侍在慈禧身边有一位曾经到过欧美各国游历的德龄公主当然见过军乐队这玩意，也懂得奏马赛曲来迎慈禧是极可笑的事，但她不敢把这西洋镜拆穿。同时她觉得袁世凯建立军乐队总是一种迎合时代的东西，而清朝又没有正式的曲子，所以她在事后有机会和慈禧谈到军乐时，便作建议说：“老佛爷世界各国都有国歌，咱们大清也该有国歌。老佛爷出巡或是有国家大典时，军乐队奏起大清国歌，才叫庄严呢！”慈禧听了大感兴趣，顺口答说：“是嘛，赶明儿叫个人作一支唱唱！”虽然这么说，说过也忘了。因此清朝时袁世凯虽然组成了一支军乐队，可是却始终没有国歌。
光绪卅年（1904年）十月初十日是慈禧的寿诞，全国都热烈庆祝，而北京皇宫中更是喜气洋洋，上上下下最感兴趣的是欣赏各大臣献给太后的礼物。这些礼物都是海内外的奇珍异玩，应有尽有。谁也没有想到直隶总督袁世凯所呈献的礼物是什么？因为像张之洞每次呈献慈禧寿诞总是价值连城的翡翠绿玉。据说张之洞是最懂“玉”的专家，慈禧也最欢喜他的礼物。但这一年袁世凯却出了大风头，他的礼物是一只鹦鹉，红嘴啄，彩色羽翼的鹦鹉。宫中都很奇怪，以袁宫保受慈禧如此宠信，又是首席总督，为何寿礼如此菲薄呢？当鹦鹉装在笼子里呈到太后面前时，奇迹出现了，鹦鹉竟对着太后用纯粹京腔说：“给老佛爷请安，老佛爷万岁万岁万万岁！”这一来老太后可大乐了。这年的寿礼中袁世凯的鹦鹉出尽了风头。
北洋大臣时代的袁世凯，俨然已是当代名臣，这一时期他集中智慧和心计在培养自己的力量，他练新军、办军事学校，加强自己的干部。对于干部除了用金钱收买外 ，还使用一套旧社会的统御术，让这些干部认他做义父或是老师，至于和那些有名望、有地位的王公大臣们，则用结成儿女亲家或拜把兄弟来加强联系；对武备学堂毕业的学生，则收他们作义子或门生；对一般北洋军的士兵们，则指使私党在各营中供奉袁的“长生禄位牌”；同时经常散播：“袁宫�