蔡锷在云南实行一系列改革的同时，更关注着全国政局的发展，先后派遣大军援助四川等地，支援邻省的革命。
昆明重九起义后，云南全省旋即光复，蔡锷的军都督府迅速控制了全省。而同一时期，西南乃至全国，还处于动荡不安的状态之中。革命的发祥地武汉，革命军和清军正在激烈战斗，形势急迫。武汉的安危，关系到全国的大局；而地处武汉上游的四川能否稳定，又直接关系到武汉地区的战局。
四川的形势比较复杂。在武昌起义前夕，四川人民便开展了反对清政府出卖路权的爱国保路运动，并迅速发展为反清武装暴动，奏响了辛亥革命的序曲。然而，武昌起义之后，四川响应起义的革命力量却在反动势力的严酷镇压和破坏下发生了分裂，到11月22日，同盟会才在重庆掀起暴动，成立了以张培爵、夏之时为首的蜀军军政府；但他们仅仅控制着川东和川南的部分地区，四川省会成都仍在清政府的手中。此后，川北广安、川东万县、川南泸州等地也先后宣告独立。四川军政府林立，社会秩序混乱。以四川总督赵尔丰等为首的清政府势力又屯重兵于川内，四川的形势十分危急。如果四川稳定，对武汉地区的革命将是一个巨大的支持。所以，解决好四川的问题，成了革命的燃眉之急。
许多革命人士都把迅速解决四川问题的希望寄托在蔡锷身上。著名的革命党人黄兴、黎元洪，以及张培爵等四川军政界知名人士，都请求蔡锷派滇军援蜀。其实，这些要求正和蔡锷的愿望不谋而合。在云南光复之后，蔡锷就曾想派兵北伐，支援武汉地区。他认为，四川地处长江上游，若让清政府得逞，挟其兵力财力，北连陕西、山西，东下武汉，则足以置国民革命于死地；所以，要北伐，必先保四川。1911年11月11日，云南军都督府讨论了“援蜀案”，旋即以军务总长韩建铎为师长组成了援川军一师，下辖两个梯团，分路进军四川。进军计划是第一梯团经叙府（今宜宾）进攻成都，打垮赵尔丰的军队；第二梯团经泸州向川东进击。
然而，当滇军先后抵达叙府和泸州时，四川的形势又发生了急剧变化。11月27日，川汉铁路大臣端方在资州被杀，同一天，赵尔丰在逃亡的途中又被击毙，成都成立了大汉军政府。12月8日，成都又发生兵变，形势非常复杂。蔡锷立即命部队“暂住叙泸，协商川中军府，镇慑地方，安抚人民，无庸前进，免起猜疑”。事实证明，蔡锷的做法是正确的。当滇军入川之时，就有人怀疑他们的意图，暗中散布流言蜚语进行煽动。为了排除猜疑，蔡锷通电陈述滇军入川的动机，一面和成都军政府方面协商，以大局为重，妥善地解决了问题。由于清帝退位，南北统一，援川滇军于第二年3月返回了云南。
蔡锷派兵入川，主要目的是帮助四川荡平匪乱，恢复治安，抱着安定四川社会秩序、巩固反清成果的良好愿望，但他没有认清四川局势的复杂性，客观上造成了空耗兵力、延误北伐的后果。
云南地处西南边陲，屡遭英法帝国主义的侵略。蔡锷从政云南以后，一直把加强西南防务，保卫边疆安全，警惕帝国主义的侵略，作为自己的神圣职责。1912年6月，蔡锷组织滇军进行了抗击英国侵略西藏的战斗，表现了这位年轻的爱国将领的军事胆识和爱国精神。
辛亥革命前夕，英国和俄国加紧了对我国西藏地区的侵略活动，清政府曾派川军入藏，英国公然表示反对；西藏的三大领主也发动叛乱。1910年2月，川军在江孜粉碎了叛军的抵抗，进入拉萨，达赖在英国侵略者的唆使下逃往印度。武昌起义后，达赖与英国驻印度总督密谋，派人潜回拉萨策划武装叛乱。西藏大农奴主则组织“勤王军”，并以达赖的名义发布驱逐汉人的命令，围攻拉萨、日喀则和江孜的川军，进扰西康（今四川省内）的藏区，妄图将西藏从祖国的版图上分割出去。蔡锷接到来自西藏的告急文书后，于1912年4月30日和5月6日两次急电四川和北京，呼吁中央政府和邻近的四川早作布置，恳切地表示云南不愿坐视西藏的危机，请求派兵出师西藏。5月29日，蔡锷致电北京，具体剖析了滇、川、藏边界的地理形势，提出了滇军进军拉萨的最佳路线，沿中缅边界，直取拉萨。但目光短浅的袁世凯没能同意蔡锷的计划。
接到北京政府要滇军从巴塘进军西藏的电令后，蔡锷任命都督府参谋厅总长殷承献为滇军西征司令官，率兵进藏。8月15日，滇军西征军左纵队与西藏叛兵相遇于溜筒江附近，该地叛军依险据守，滇军发起进攻，打死打伤叛军70余人，滇军无一人伤亡。叛军逃到江的对岸，砍断江上的溜索，企图阻止滇军前进。滇军派人在江面上急架溜索，命四个排溜渡过江，占领了对岸的军事要地。19日，滇军抵达丽江，经过精心的准备之后，于26日夜突袭占据盐井的叛军，收复盐井。
攻克盐井之后，本应乘胜追击，但滇军的胜利又引起了川军的猜疑，四川都督尹昌衡前后三次发电，阻止滇军前进。袁世凯又电令滇军回师，致使平叛作战半途而废。蔡锷赴西藏平乱的宏伟计划，终遭搁浅。但是，蔡锷在祖国统一遭到破坏的时候，挺身而出，抵御英帝国主义的侵略，镇压叛乱分子，他的功劳是不可抹杀的。