張鎮芳、雷震春二人見時局不穩，便放棄度支、陸軍兩部尚書之職，出京逃生，剛到豐台就被討逆軍截住。當下由馮代總統下令，剝去張鎮芳、雷震春的官職以及之前所授勳位勳章，交法庭依法嚴懲。此時，像康有為、萬繩栻之類的文人都已背叛張勳，隻有張勳一人不肯下台，獨自在天壇督兵，決定戰到最後。七月十二日，討逆軍分三路進攻，直入城中，旅長馮玉祥、吳佩孚、張紀祥攻擊天壇。張勳軍雖然負隅頑抗，畢竟寡不敵眾，再加上彈藥不足，根本無力抵抗。自午前開戰，兩邊槍聲陸續不絕。到了午後，討逆軍勇氣未衰，張勳軍已彈盡糧絕。張勳自知不妙，騎馬逃入城中，部將失去主帥，除投降外別無良策，隻好豎起白旗。
張勳的私宅在南河沿，張勳的妻子本來就不讚成複辟，之前曾痛罵萬繩栻道：“你無故興風作浪，將來我張氏子孫無處安身，都是你一人闖的禍！”萬繩栻置若罔聞。張勳蓄誌多年，平時就與正室不和，自然不聽勸告。此次張勳兵敗，妻子恨不得將張勳大罵一頓，以出胸中惡氣。但見張勳如此狼狽，也不好火上澆油，隻問張勳如何保身、如何保家。張勳也不回答她，而是招集家中衛士和留京守卒五百多人，又出去占住中央公園，還想一戰。討逆軍一攻而入，即使五百人銅頭鐵臂，也抵擋不住如此攻勢。討逆軍旅長王承斌又在南河沿附近擺上機關炮，對準張勳私宅一陣轟擊。張勳家眷嚇得魂不附體，慌忙往外逃。張勳顧家心切，從中央公園回來，急忙帶著妻子乘摩托車馳往東交民巷，奔向荷蘭使館。
南河沿張勳的私宅被炮火焚毀，張勳軍全部投降。七月十二日傍晚，討逆軍收複京城，當即致電天津，向段祺瑞告捷。段祺瑞正打算乘車入都，徐世昌到訪。徐世昌悄悄地段對祺瑞說道：“此次複辟，非清室本心，請勿借此加罪清室。張勳雖為禍首，但是一介莽夫，須念同袍舊誼。窮寇莫追，請君注意！”段祺瑞答道：“優待清室條件，理應盡力保存，即使沒有公這番話，我也不忍加害。”
第二天，段祺瑞入都，到院視事，表麵上不得不發命令緝拿張勳，又派步軍統領江朝宗到日本公使館的營舍迎黎元洪回府。黎元洪好不容易才從地獄裏逃出來，當然不肯再回去，隻是寄人籬下並非長久之計，他於是謝過日本公使和齋藤少將，遷回東廠胡同舊宅，並於當日通電全國，宣告辭職。
黎元洪雖然宣告辭職，馮國璋總需帶著三分客氣，不便驟然登台。當時有一通電說：“現在京師收複，應立即迎黎大總統回歸入居舊府，照從前統理。國璋即將代理職權奉還黎大總統。”但黎元洪仍然堅持辭位。段祺瑞想再次組織內閣，可是馮、黎兩人彼此推讓，總統仍是虛位，究竟讓誰頒發任命，段祺瑞很是躊躇。
正在這時，段祺瑞的高徒徐樹錚前往黎元洪私宅，對黎元洪道：“張勳、康有為二人謀逆，國體動搖，多虧段總理在野興師，入京討逆，再造民國，不知公將如何相待？”黎元洪愀然道：“我已通電辭職，繼任當屬馮國璋。馮不日就可入都，信賞必罰，應歸他主張。我已是一介平民，還有什麽權力處置國事？”徐樹錚這才退出，轉告段祺瑞。段祺瑞立即電告馮國璋，馮國璋複電，組閣事宜任段裁奪。於是，段將選定的閣員如數提出，由馮總統任命。此時，國會已經解散，因此人稱馮總統令，特任各部總長，下令通緝複辟要犯康有為、劉廷琛、萬繩栻、梁敦彥、胡嗣瑗，令京內外各軍警長官留意偵拿。此時，康有為早已溜出北京城，繼續過著逍遙自在的生活。首犯張勳安居荷蘭使館，有人奉令探查，張勳左手挾著快槍，右手持著一大包書函，對來人笑道：“徐州會議時，讚成複辟的都有簽名，這些筆跡都在我的掌握中，他們既然賣友，我將告知國人，與他們同死，休怪我老張無情。”探查的人員料知此事難辦，隻好退出，不願再管。
徐州留駐的定武軍得知張勳失敗，蠢然思動，四十四營、五十五營以及當塗、宿遷、南通、沭陽等處駐軍相繼暴亂。幸好，徐州鎮守使張文生、海州鎮守使白寶山率部剿伐，才得以平定。
清宮上下經此劇變，一直忐忑不安。張勳一逃，段氏入京，清宮急忙由內務府出頭函致段總理，曆訴張勳強迫等情形。段立即命內務部電告馮國璋，主張優待條件仍如從前，馮國璋自然同意。
此時，唯獨四川兵亂尚未平定，段總理特派周道剛代理四川督軍，率兵平亂。原來，戴戡兼署四川督軍後，劉存厚暫時退出成都。到複辟事件發生時，戴戡所部黔軍與劉存厚所部川軍，又因北伐的事大起衝突，連日在成都激戰，開槍放炮，焚毀民居。前總統黎元洪曾主張和平辦理，叫他們雙方息爭，靜候中央查辦。沒想到京城被張勳鬧得一塌糊塗，黎大總統又離職，還有誰顧得上四川呢？戴、劉相持不下，害苦了當地百姓。等到處理完複辟一事，段總理總算抽出時間，特派周道剛就近代任，勒令劉存厚撤離成都。與此同時，段還撤去討逆軍總司令部，其餘未辦理的事情統歸陸軍部接辦，並令張敬堯督辦蘇、皖、魯、豫四省剿匪事宜。
轉眼間就到了七月末，段祺瑞屢次催促馮國璋入都，馮卻遲遲不行，惹得段心裏疑慮重重。馮為直隸人，段為安徽人，馮有馮派，段有段係，本是各分門戶，自懸一幟。此次二人攜手，無非為除去張勳，一個可代任總統，一個可複任總理，以利相聯，並沒有以誠相待。馮擔心段係複盛，一入京就蹈黎覆轍，受到牽製，因此極為躊躇。就在這時，馮突然想到了江西督軍李純，之前二人曾一起攻打漢陽，相處得很愉快。現在不如把李純調到江蘇，接替自己，這樣一來，長江下遊，仍占勢力，並可聯絡沿江諸省，作為自己的後盾。主意已定，馮當即派心腹潛往江西，與李純商量就緒，然後帶著拱衛軍入都。
八月一日，馮國璋一行抵達北京，京中大小官吏全部到車站迎候。下車後，馮便到黎元洪寓邸中，當麵請黎複職。黎當然辭謝，執意推讓馮。馮於是到國務院與段祺瑞商議，一再謙辭總統一職。段提出“當仁不讓”四字敦勉馮國璋，馮國璋這才入總統府治事。當日，由國務院電告各省，聲明馮大總統蒞府任職。各省致電稱賀，隻有兩粵不肯附和，仍然獨立，雲南督軍唐繼堯也電致各省擁護約法，不願服從馮政府。
馮政府剛剛成立，無暇顧及西南，加上雲南、兩粵比較偏遠，不怎麽影響大局，所以暫時將反對意見擱置。因與李純早有密約，馮國璋一入京上任，便與段祺瑞商量，將李純調任江蘇督軍，好友陳光遠調任為江西督軍。段祺瑞心裏雖不讚成，但因馮剛任總統，不便相爭，隻好勉強承認，卻提出任傅良佐為湖南督軍。傅良佐是段氏弟子，曾任陸軍次長，與徐樹錚是生死之交。段祺瑞既然信任樹錚，也自然信任良佐。讓傅良佐督湘，一是增強在長江中遊的勢力，抵製李純、陳光遠；二是控禦嶺南一帶，抵製滇、粵。馮總統不好不答應，隨即將李純督蘇，陳光遠督贛，傅良佐督湘的任命，同一日頒發出來。
段祺瑞又想貫徹初衷，一定要與德國宣戰，因此特開國務會議解決此事。國務委員都由段氏委任，自然與段氏融合，段倡議宣戰，誰敢出來反對？當下隨聲附和，似乎有氣吞德意誌帝國的氣勢。段祺瑞得到國務委員的支持，以為眾誌成城，正可一戰，於是投告馮總統，請立即下令。馮總統對宣戰問題，本來沒有什麽成見，前次入京調停時也沒有反對段的提議。更何況中德相隔太遠，彼此不能越境爭鋒，段要宣戰，無非是虛張聲勢。想了想，馮覺得不如答應段，免得傷感情，於是命秘書員撰寫布告，對德宣戰。
外交部照會駐京各國公使，聲明對德、奧宣戰，並命內外各官署查照現行國際公法慣例，迅速辦理宣戰事宜。德使早已回國，隻有奧使還在北京城中，因此外交部特致照會給奧使。奧使接到照會，也有公文照複中國外交部，說：“……不得不聲明，此項宣戰，本公使以為違背憲法，當視為無效，按前黎大總統的意見，此項宣戰之舉，應由國會兩院同意，方可施行。”外交部當即將原文退回，大意說中、奧已成敵國，已沒必要辯論。不久，奧使也卸旗回國去了。廣東省督軍省長雖然已經宣告獨立，但對外交之事卻和中央同一態度。中央與德、奧宣戰，廣東省也抄錄大總統布告，出示曉諭，並照會駐粵各國領事。