袁世凯得势后，马上奏请由冯国璋接替荫昌第一军军统职务。冯国璋即按照袁的指示，调兵遣将，作好进攻准备。当清廷被迫授袁世凯军政全权以后，袁才命令冯国璋攻打汉口和汉阳起义新军。于是冯命令部将李纯、王占元和陈光远，指挥三协北洋军轮番猛攻。起义新军面对北洋军的猛烈攻势，化整为零，躲在汉口街道两边的建筑物内狙击北洋军的进攻。冯国璋见起义新军拼死抵抗，难于长驱直入，便决定放火烧毁街道两旁的商店和民房，使起义军无法存身。11月1日，冯借风势命令士兵放火，烈火由北而南，由东而西，一时间整个汉口便成了火海，三天三夜未熄，使方圆30里的繁华商埠倾时成为一片焦土，商民损失不可计算。攻陷汉口后，11月27日冯国璋又指挥北洋军攻占了汉阳。此一役后，冯国璋被清廷加封为二等男爵。正当长江一鼓可渡、武昌垂手可得之时，袁世凯为了借用革命力量迫使清帝退位交权，密令冯国璋“按兵不动”。冯一时摸不着袁世凯的意图，并对袁产生怀疑，于是亲自赴京托人向隆裕太后启奏，请求拨给饷银400万两，可独力平定“叛乱”。太后表示，400万两饷银一时难以筹划，但可以先拨发3个月的饷银，并准备临朝时召见冯国璋。不料袁世凯抢先一步见了太后，使冯国璋的如意算盘成为泡影，甚至还差一点被袁世凯干掉。不久，段祺瑞迅速抵达汉口，接替了冯国璋指挥北洋军的职务。
12月15日，袁世凯命令冯国璋离汉赴京，任禁卫军总统，兼察哈尔都统。禁卫军是1908年组建的一支保卫清王朝的武装，共一师二旅，计1．2万人。除步兵第三标是汉人外，其余各部官兵全系满蒙人。冯国璋之所以能以汉人统帅禁卫军，是因为他以前曾为陆军贵胄学堂总办，且近在汉阳之役又被封二等男爵，再加上1912年1月1日孙中山就任中华民国临时大总统后，袁世凯曾指使冯国璋等15名北洋将领发表了“誓死拥护君主立宪，反对共和政体”的通电，因此，王公贵族都认为他效忠清室，予以信赖。冯国璋被清廷任命禁卫军总统，从而完全掌握了京畿防务大权。
袁世凯逼迫清帝退位，遭到禁卫军官兵的反对，以致议和条件迟迟不能发表。这时，冯国璋决心助袁一臂之力，亲赴禁卫军总部召集全体官兵，高声宣布大清皇帝辞位后之优待条件，对于禁卫军额数俸饷亦仍维持不变，声言非此不能保全皇室。冯并以身家性命担保，尊号仍存不废，让权不让位，两宫保全及禁卫军待遇皆担保到底，无论个人调任何职，必仍以禁卫军自随。于是一场企图阻碍清帝退位的禁卫军风波被平息下来，冯国璋在关键时刻为袁世凯篡权立下了汗马功劳。1912年9月，冯国璋出任直隶省都督兼民政厅长。1914年晋升为陆军上将。因此成为袁世凯的左膀右臂。1913年7月，“二次革命”爆发。15日黄兴在南京宣布讨袁。23日，冯国璋受命出任江淮宣抚使率部由津浦路南下，不久攻陷了宿县、蚌埠和滁县各处，8月6日直达浦口。16日，他的女婿、参加反袁斗争的南京第八师师长陈之骥，率少数卫兵偷偷过江向岳父投降。陈将南京群龙无首的混乱情况及其设防布局向冯国璋作了详细汇报。冯国璋喜形于色，对陈之骥说：“你提供的情况很是重要，待我挥军渡江，我俩里应外合，攻下南京，给你立个首功。”随后，冯国璋会合张勋辫子兵及刘冠雄海军，部署了联合攻克南京的作战计划。南京何海鸣率讨袁军与北洋军鏖战半个多月。8月29日，在海军的配合下，北洋军从四面完成了对南京城的包围。31日，冯国璋下令发起总攻。张勋用挖地道埋炸药炸城墙的办法，炸毁太平门的一段城墙，于9月1日清晨攻入太平门，率先进入南京城。中午，冯国璋所部亦攻入南京城。入城后北洋军如同野兽一般，恣意烧杀淫掠，南京商民家破人亡者，不可胜数，许多妇女被**后投秦淮河自尽。张勋辫子军兽行尤甚。冯国璋因攻占南京有“功”，被袁授予一等文虎章。南京陷落，“二次革命”宣告失败。袁世凯深知南京虎踞龙蟠的战略地位对他控制南方至关重要，因此他本来打算在攻克南京后任命心腹大将冯国璋为江苏都督，然而事不凑巧，因为冯国璋在攻占南京前夕，允诺了张勋提出的“先攻入城者为都督”的协议，张勋不惜辫军惨重伤亡，抢先一步攻入南京，冯国璋只得保举张勋为江苏都督。9月10日，冯国璋北上继任直隶都督。然而张勋治军无方，终引出“南京交涉案”。日、英、美等国公使以张勋在南京其侨民生命财产得不到完全保证为由，向袁世凯施加压力。于是袁世凯于12月16日任命冯国璋出任江苏都督。冯接任江苏都督后，打着维护江苏社会秩序的旗号（其实是为了镇压革命党人），首先于前清江宁府署设立江苏全省执法处。在此之前又从天津调来大批警察，代替张勋军警维护南京治安。冯国璋又将沿江的四路要塞加以整顿，统一指挥，任命王遇甲中将为总司令；同时设立军事研究所，又在南京设立宪兵司令部，任命陈调元为司令。接着又成立陆军讲武堂、水师学堂、陆军警察学校。冯国璋在军事上的一系列措施，旨在加强北洋军阀的统治，但在客观上保障了江苏社会秩序的稳定，因此江苏在冯国璋统治的几年间，经济、文化的发展是有长进的。冯国璋手握四师重兵，据有富庶的江苏省，一时成了国内各省军阀中举足轻重的人物。
袁世凯为了笼络冯国璋，于1914年1月特将自己的家庭教师周砥介绍给冯国璋为妻。袁氏父子想藉此左右冯国璋，因此袁世凯指挥部下将这次婚礼办得格外隆重，一时轰动了大江南北。袁氏给周砥陪送的金银首饰、珠宝玉器达120余担，其他妆奁五光十色，不可胜数。婚礼场面十分热闹。婚后结算，仅招待费就支出白银数万两。不久，冯国璋还被授以“宣武上将军”。冯深感袁氏的知遇之恩，曾多次通电支持袁世凯解散国会，撕毁约法，反对内阁制，主张总统制，曾通电竭力叫嚣中国“应于世界上总统之外，别创一格，总统有权则取美国，解散国会则取法国，使大总统以无限权能展其抱负”。袁世凯对冯国璋很不放心，便采取了严密的防范措施。首先在冯国璋身边安置王子铭等人监视其行动；又据传张勋曾接袁世凯一密电，谓冯国璋为人不可靠，嘱其就近监察。不仅如此，袁世凯的死党上海镇守使郑汝成被刺后，袁又派其亲信杨善德率第四师移住上海监视冯国璋。未几，又加派卢永祥率第十师驻吴淞，也为了防备冯国璋。冯国璋见此情形，明白了袁世凯不再相信自己，从此与袁氏父子的关系逐渐疏远，不肯再为袁世凯卖力。不久，袁氏父子指示江苏巡按使齐耀琳选举代表，举行改变国体投票。齐指派代表时，冯暗示督军署人员一律不当代表，不参加投票活动。在举行投票那天，冯国璋托病不去；齐亲自到署劝请，他才勉强到场，然而却呆坐在那里，一言不发。12月18日，袁世凯任命冯国璋为参谋总长，急电催促进京就职。冯乃托词害病拒不进京，并策动江苏军民电请“挽留”，李纯等督军也致电主张留冯。袁世凯没办法，只得允他在南京“遥领”。然而，袁世凯仍不放心，一面派阮忠枢、荫昌等人赴宁继续催冯离宁北上，一面电令杨善德、卢永祥、倪嗣冲调兵控制长江下游。12月25日，蔡锷等宣告云南独立，组织护国军，讨伐袁世凯。冯国璋鉴于全国讨袁运动兴起．也就不再装病了。1916年3月9日致电袁世凯销假视事，从此放开胆量，公开反对帝制，遂成为“北洋派中反对洪宪皇帝之第一中心人物”。自从“五将军密电”泄漏后，冯国璋与袁世凯的裂痕更无法掩饰。于是冯国璋—不做，二不休，决定对袁施加更大压力，以迫其将政权让予他。为此，冯于4月1日和16日公开致电北京政府，劝袁及早退位。各省军阀纷纷效尤，亦先后通电劝袁世凯迅速退位，袁世凯不得不派亲信阮忠枢南下向冯国璋乞情。冯国璋在阮忠枢的请求下，答应联络各省，担任调停。5月18日，冯国璋邀集未独立各省在南京召开代表会议。冯国璋意图通过南京会议逼袁下台，由他取而代之。但由于倪嗣冲的破坏和各省区将军代表谋略不一，遂使南京会议夭折。冯弄巧成拙，被舆论斥责为：“与其名为解决袁氏地位之会议，毋宁名为解决自己地位之会议。”
袁世凯复辟帝制激起了全国人民的无比愤怒，导致护国战争爆发，北洋军阀集团内部四分五裂，袁世凯于1916年6月6日在全国人民的声讨声中，忧惧而死。在此过程中，冯国璋是起了一定作用的。
