随着帝国主义瓜分中国的危机日益严重，朝中臣僚惴惴不安，爱国官员和知识分子们救国要求更加强烈。面对危难的政局，光绪皇帝的改革决心越来越坚定，变法主张已成弦上之箭。
在这样的形势下，梁启超、麦孟华和康有为的胞弟康广仁等人相继来到北京，康有为如虎添翼。当时正值会试，全国举人再次云集京都，康有为决定利用这一时机，掀起一场推动改革的风潮。康有为已是政府官员，不便直接出面活动。他让梁、麦等人进行宣传鼓动，联络各省举人一同上书。在麦孟华、梁启超、龙应中等康门弟子呼吁下，两广、云贵等省百余举人于3月27日来到督察院请求代递上书，反对政府向俄妥协，割让旅顺、大连。
4月初，山东来京的举人告发德国人在年初曾闯入即墨县文庙，打毁孔子神像，挖去子路像的双目。这一消息引得京师大哗，朝野震怒。康有为更是义愤填膺，痛感如再不行动起来，国亡、种灭、教毁的惨剧就会成为现实了！在他的策划下，由麦孟华、林旭、梁启超等12人联合署名写出《请联名上书查办圣像被毁公启》，联络各省举人1000余人先后上书都察院，请求向德国抗议，查处破坏圣像之人，赔偿一切损失。
为了吸引更多的知识分子，形成更集中的力量，共同拯救危难，他联合起各分散的学会，在北京发起成立了“保国会”。康有为起草《保国会章程》，宣布以救国、救民为目的，以保国，保种，保教为宗旨，以讲求内政外交等方面变法事宜为活动内容。成立会上，康有为发表热情洋溢的演说，动员大家共赴国难。保国会成立后，连续几次开会，宣传变法救国，扩大政治影响。康有为成为爱国运动的中心人物，每日四处奔走，联络会员，赴各处讲演。一时，爱国救亡呼声响彻京城，全国各地纷纷响应。
高涨的爱国热潮，又一次引起守旧派的恐慌，与维新派展开了新一轮的较量。吏部主事洪嘉与撰写了一篇《驳保国会章程》的文章，逐条批驳保国会的30条章程，并对康有为大肆进行人身攻击，指使浙江举人孙灏抛出。5月2日，御史潘庆澜上奏，诬蔑康有为成立保国会为聚众不道。守旧官僚随声附和，纷纷上折，恶毒诽谤康有为与保国会。在顽固派掀起的浊流面前，有的人畏葸退缩了，有的人在徘徊观望，也有少数见风使舵的人向维新派杀起了回马枪。由于队伍分化，保国会在无形中解散。
但康有为没有被这股恶势力吓倒，他进行了有利的反击：将《保国会章程》全文在外地报纸刊出，让国人了解其宗旨；组织一系列文章，宣传保国会的活动，反驳守旧派的攻击诽谤。
保国会的行为得到了光绪皇帝的赞许，他向大臣公开表态：保国是好事，岂可查究？为了防止慈禧太后追问，他将所有参劾保国会的奏折都封存了起来。当御史文悌在守旧大臣指使下弹劾康有为等“任意妄为，遍结言官，把持国是”时，光绪帝大怒。指责他受人支使，结党攻讦，沽名钓誉，下令革去其御史官职。
真是“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”，正当斗争形势暧昧不明之时，变法改革反对派的领袖、首席军机大臣恭亲王奕？突然病逝，反对派失去了主帅。慈禧太后见人心思变，难以违拗，恐怕不作出点姿态来失掉了民心，也就对光绪皇帝变法的请求采取了模棱两可的态度。
6月6日，康有为上《请定国是而明赏罚折》，再次请光绪帝下决心变法，以扼制列强对中国的瓜分。这道奏折促使光绪帝下了变法的最后决心。经几番交涉，慈禧太后同意放权，让光绪皇帝进行变法维新。经过长期斗争，康有为的政治理想终于得到了实施的机会。他满心喜悦，对未来充满信心！
6月11日，光绪帝召见群臣，举行仪式，颁布“明定国是”诏书，正式宣布实行变法维新。诏书一下，举国欢腾，人们热切盼望着改革具体举措的实施，盼望着古老中华的新生。这一年是农历戊戌年，因此人们称这一变法为“戊戌变法”。
康有为希望成为光绪帝的顾问和助手，亲手实施自己的改革方案。在诏书颁布当日，他与侍读学士徐致靖商议，共同拟定了一个请求光绪帝破格选用有才的奏折，以徐的名义于13日呈上。奏折中论证了人才在变法中的重要作用，举荐康有为、黄遵宪、谭嗣同、张元济、梁启超等5人参赞新政。这个奏折正中光绪皇帝下怀，他早想把康有为等坚定的维新人士网罗到自己身边，壮大自己的力量。马上下诏，宣布16日召见康有为和张元济，安排其他时间召见谭嗣同等人。
就在光绪帝等变法派踌躇满志，准备大展宏图之时，反对派的阴谋也在紧锣密鼓地策划。变法当天，慈禧太后一面对变法表示赞成，一面以光绪皇帝的名义任命自己的心腹荣禄为大学士，管理户部，让刚毅改任兵部尚书协办大学士，崇礼任刑部尚书，从而将几个要害部门都控制在自己手中。15日，慈禧太后又强迫光绪帝发布三道谕旨：一、以独断专行罪名，革去翁同□
一切职务，驱逐出京。任命荣禄任直隶总督，统帅北洋三军。二、规定文武二品以上官员，凡有升调，必须亲自到太后面前谢恩。三、当年秋，自己将奉请慈禧太后到天津检阅北洋三军。这样慈禧太后就翦除了光绪帝身边的羽翼，重新掌握了高级官员的任免权，和对京津地区军队的控制权，为日后政变埋下了伏笔。
16日，光绪帝在颐和园勤政殿召见康有为，这两位心仪已久的政治家终于见面了。他们面对面地商议改革大计，康有为理解光绪帝当时的处境，知道改革事业不能一下子铺开，提议利用现有之权，先择重点，扼要进行。他建议为了不惊动慈禧太后和守旧官员，可以不撤旧衙门，只设新衙门，让元老旧臣保持高官厚禄，拔擢有才干的新人专谋新政。他又提出废除八股取士的旧制度，为国家选拔有真才实学的栋梁之臣。他还特别提醒光绪皇帝在改革过程中，要多以自己名义发布诏书，造成自己的权威，打击保守势力，增强改革派的信心。通过这次谈话，光绪皇帝增进了对康有为的了解，把他看作股肱之臣。接见后，光绪帝本欲马上委以重任，可在旧臣们左右下，只能下诏命康有为在总理衙门章京上行走。为了经常听取康有为的意见，特许他专折奏事，不必由总理衙门代递。
此后，康有为集中精力编写进呈了《法国变政考》、《突厥守旧削弱记》、《波兰分灭记》、《英国变政记》、《德国变政记》、《列国政要比较表》等书，为光绪帝实施变法提供借鉴。他通过上书形式和光绪帝保持着联系，成为维新变法的政治指导者。从光绪帝宣布变法，到变法失败的百余天中，他先后起草奏折50余件，数次提出办新式教育、定宪法、开国会、兴办资本主义工商业等改革的具体意见和措施。这些思想和观点不但对百日维新的进行起了重大推动作用，而且对以后中国人思想的解放和社会的变革产生了深远的影响。
康有为和光绪皇帝大概都没有料到，变法从一开始就是新旧势力的一场新较量。光绪的每一项改革措施几乎都遭到守旧派的抵制，而且守旧官僚在慈禧太后支持下，也没太把他这个傀儡皇帝放在眼里。由于受制于太后，缺少重臣支持，维新派官员虽热情有余却缺乏政治经验以及手中没有掌握住强有力的武装力量等原因，改革派实际上一直处于劣势。
8月间，礼部主事王照上奏，抨击顽固派，请光绪帝东游日本。请礼部尚书许应骙、怀塔布代递，许将奏折掷还给王，拒不代呈。王上折弹劾许、怀二人，礼部侍郎堃岫仍拒绝代递。在王指责他有违圣谕，并声称要请都察院代递时，堃岫才勉强同意代送。在送上王奏折同时，许、怀也上奏诬告王图谋不轨。光绪阅过双方奏章，弄清了事情真相，于9月4日下诏革去礼部尚书怀塔布、许应骙，侍郎堃岫、徐会沣 、溥颋、曾广汉等6名礼部主要长官之职。表彰王照不畏强暴的勇敢精神，特赏三品顶戴，以四品京官候补。接着又撤掉了李鸿章的总理衙门大臣之职。
光绪帝的这些强硬措施引起了守旧派的恐慌。怀塔布等数十人聚集在慈禧太后周围，哭诉光绪帝的“无道”，恳请慈禧太后出来“训政”。慈禧太后不露声色，表面上不同意出来训政，暗地里却指使立山、怀塔布等人前往天津，与手掌重兵的荣禄加强联络，时刻准备发动政变，废黜光绪皇帝，彻底摧毁改革事业。
对于守旧派的反扑，光绪帝采取了对策。他任命具有一定维新思想的裕禄、李端棻、寿耆、王锡番、徐致靖、萨廉、阔普通式等6人为礼部尚书、侍郎，试图加强改革派的力量。他破格提拔杨锐、刘光第、谭嗣同、林旭4位维新派骨干为军机章京，参预新政。他们4位虽仅四品官衔，却有实权。凡臣下奏章皆经4人阅览，上谕也由他们拟稿，实际上是用他们将军机大臣架空。光绪帝一直想重用康、梁师徒，因为他们政敌太多，出于策略考虑才选择了杨锐等4人为自己的助手。他们到任后积极协助皇帝，举办新政，做了不少实际工作。