康有为也认识到了形势的严重，感到反对派正在策划着阴谋。他意识到兵权的重要，建议光绪帝模仿日本成立参谋本部，直接隶属于皇上，以抓住军权。他还建议迁都以摆脱慈禧太后的控制和旧党的影响。
康有为试图说服光绪帝在中国改革服饰，剪掉辫子时，京城掀起轩然大波。因为在守旧派看来，辫子是清朝统治的标志，剪掉辫子意味着满清统治的结束。光绪帝决定采纳康有为的意见，选集英才数十人，延聘外国专家，开懋勤殿共议制度。康有为与徐致靖、王照等商议，准备推举康有为，梁启超、康广仁、麦孟华、黄遵宪、徐致靖、宋伯鲁等维新派核心人物入懋勤殿，以接近权力中心，参预国家管理。这一举措被顽固派看成夺权的重大步骤。他们在京津地区频繁往来，谋划对策。荣禄与庆亲王等人商量，由庆亲王出面请慈禧太后出来训政。他们在慈禧太后周围，摇唇鼓舌，说光绪开懋勤殿是为了夺权；与外国使馆联络，是在请求各国支持，以去掉太后。慈禧太后感到自己权力和地位确实发生了动摇，坚定了推倒光绪帝的决心。
9月13日，光绪帝到颐和园给慈禧太后请安，准备汇报开懋勤殿之举。慈禧太后一反常态，满面怒气，光绪帝产生了不祥的预感。回宫后，他越想越怕，便召杨锐入宫，希望想些办法保全自己，把变法事业进行下去。见杨锐只是说些安慰的话，拿不出什么主意来，光绪帝便写了一个密诏，让他与林旭、刘光第、谭嗣同、康有为等人商量出救急的办法。
见到密诏后，谭嗣同将康有为拉入卧室，出主意：速召袁世凯率兵入京，围颐和园，将慈禧太后软禁起来。康有为经一夜思考，认为这是目前唯一可行的方案，次日，与林旭、梁启超等人相商，大家也都认为只有将太后软禁起来，才能阻止守旧派可能发动的政变，保证变法事业的进行。
当时京津地区驻有三支军队，由董福祥、袁世凯、聂士成分别统领，都归荣禄节制。变法之初，康有为等人就担心保守势力的军事威胁，特别是害怕慈禧太后和荣禄利用天津阅兵之机发动政变，所以一直想抓住一支军队。因为袁世凯曾参加过强学会，又长期派驻朝鲜，通达世界情势，便成为康有为争取的对象。经过试探，他也曾表示过对荣禄的不满和对变法事业的赞成。9月11日，康曾上折保荐袁世凯，请光绪帝召见，委以重任，成为与荣禄抗衡的军事力量。16日，光绪皇帝召见袁世凯，授以侍郎候补职。指示袁：“以后可与荣禄各办各事”，意味着袁可不听荣禄调遣。康有为等人为此感到高兴。
光绪帝召袁世凯进京，引起了狡猾的荣禄的警觉。他马上调聂士成守天津，以切断袁军入京之路，调董福祥军入京，预防政变。同时派人到颐和园，请求慈禧太后训政。
这时北京城内谣言四起，人心惶惶，不时开过的军队更增加了百姓的恐慌。光绪帝知道危险就要来临，为了保护维新派的力量，以谋东山再起，他决定让康有为立即离开北京。17日他颁下明诏，催促康有为去上海办官报。第二天，林旭又带来了光绪帝写给康的密诏。告知：命他出京实有不得已之苦衷，让他爱惜身体，准备将来共建大业。
康有为读完密诏，深受感动。他急召谭嗣同、梁启超研究应急办法。决定由谭当晚去见已到京的袁世凯，请他采取紧急措施来救皇上。当晚夜深人静之时，谭嗣同只身来见袁世凯。谭请袁屏退左右，取出光绪帝写给他们几人的密诏让袁看。然后说：“今有救皇上的，只有您，您如果想救，请马上去救！”稍停片刻，谭一字一顿地说：“您如果不想救，可以到颐和园告密，把我杀死，求取富贵。”袁世凯当场表示：受皇上深恩厚泽，一定尽力报效。谭见袁如此，便向他说：“万一荣禄在天津阅兵时实行兵变，请您一定用武力保护皇上，肃清叛臣。”袁慷慨激昂，表示如果变起，杀荣禄就如同杀死一条狗。谭见袁态度坚决，很感放心，与袁详细商量了救援具体方案。康有为得知谭访袁经过后，心中得到一丝安慰。20日清晨，他按照皇帝旨意，乘火车离开了北京。
康有为离京后，北京城风云突变。光绪帝调袁之事，使慈禧太后相信：光绪皇帝这个一贯俯首贴耳的“儿子”确有发动政变的意向。她和荣禄采取了一系列的调兵遣将措施，以备不测。光绪定于20日接见日本前首相伊藤博文的消息，促使她下了夺回权力，再出“训政”的最后决心。原来，伊藤博文是日本明治维新的功臣，退休后到中国游览。康有为听说后，即邀请他来京，建议请他做变法的顾问。一些朝臣也上奏请聘伊藤为“客卿”，参预新政。过于敏感的守旧派把接见伊藤博文看作光绪帝发动最后进攻的信号，他们相信光绪帝将让伊藤进军机处，掌大权，对他们下手。慈禧太后于19日晚，回到紫禁城，开始控制大局。守旧派为推进政变，由杨崇伊将早已拟好的请太后训政的奏折呈上，各守旧大臣一齐恳请太后复出。慈禧太后见时机成熟，再次垂帘听政，重新登上最高统治者的宝座。21日，她以光绪皇帝的名义，颁布请太后训政的诏书，正式接管了政权。维新志士苦心经营的变法事业，经历百余日惊心动魄的斗争，至此正式落下帷幕，以失败而告结束。
袁世凯18日夜向谭表态后，思想处于激烈的矛盾斗争中，他一方面确实想报效皇上，借机建功立业；另一方面又深感守旧势力强大，恐怕自己以卵击石，碰得头破血流。经再三考虑，他想还是看看风头再说。20日，再一次被光绪帝召见后，他感到形势已经逆转，在回天津的火车上，做出反戈一击的决定。当晚一下火车，他急忙赶到荣禄的衙门，将谭嗣同等人的计划全盘托出。这一来，不但维新派失去了挽救局面的最后机会，而且使顽固派抓住了反攻倒算的把柄。
慈禧太后发动宫廷政变后，立即发布了逮捕康有为等维新党人的通缉令。并派兵包围南海会馆，将正在会馆的康广仁和康有为的学生程大璋、钱维骥等人逮捕。数千清兵在京城搜查了一天，也没有找到康有为。21日晚，慈禧太后得知康有为还没有抓到，十分气恼。命在全国严密查拿，通告各地官员：康有为进药毒死皇帝，一旦抓获，立即就地正法。其时，康有为已在天津搭上英商太古公司的“重庆号”轮船，正在去上海的途中。他还不知道这一系列事变。荣禄在天津通过旅馆查到了康有为的去向，马上派一快艇追赶“重庆号”，幸好快艇燃料不足，只好中途返航。船到烟台时，又因密码被人带走无法译出密电内容，而让康有为偶然走脱。船将到上海时，情况大不一样。地方官员早已布好罗网，等待着康所乘的轮船。这时，英国驻上海总领事白利南收到了英国传教士李提摩太请求援救康有为的电报。征得英政府同意后，他派上海工部局职员濮兰德乘一艘驳船，在吴淞口外拦住“重庆号”，用通缉使用的照片找到了康有为。这时康有为才知道变法已失败的确切消息，不禁悲从中来。听说光绪帝已死，他顿感万念俱灰，欲投海自尽。在人们劝慰下，他随濮兰德乘驳船登上停在吴淞口外的英国轮船公司的“巴拉勒特号”轮船。27日，在英国炮舰护送下，乘“巴拉勒特号”轮船转赴香港。
歹毒的统治者连他的家属也不放过。10月1日，下令将康有为的所有书籍版片，由各地方官严查销毁，又命两广总督督饬地方官查抄康梁原籍财产，捉拿家属。幸亏他们早有准备，在康有为的学生掩护下，逃至安全地带。及至清政府迫害康有为家属的命令传到南海，他们已经转移，这才免遭灭门之灾。
慈禧太后剥夺了光绪皇帝的一切权力，将他囚禁于瀛台。他变法时的施政文件都被太后没收，作为向维新派清算的依据。凡与新政有关的官员，或对新政表示过赞同的人，都受到不同程度的迫害。他们或被革职，或被降级，或被通缉，或被逮捕，或被流放，或被杀害，弄得人人自危，朝不保夕。礼部尚书李端棻因保荐康有为，同情新政，被清政府革职，发往新疆，交地方官严加管束，以示惩儆。湖南巡抚陈宝箴因保荐康等维新人士，被清政府革职，永不叙用。清政府在追捕康有为的同时，逮捕了一些北京及各地的维新派人士。谭嗣同、林旭、杨锐、刘光第、杨深秀、徐致靖、宋伯鲁、张荫桓等人先后身陷囹圄。梁启超因赴日本领事馆请求救援康有为，而被日本领事馆保护起来。谭嗣同本有可能脱险，但他抱定必死之心，决心用自己的鲜血唤醒民众，放弃了求生的机会。9月28日，谭嗣同、林旭、刘光第、杨深秀、杨锐、康广仁等六位维新志士在未经任何审讯的情况下，被清政府杀害于北京菜市口。
腐朽反动的清朝统治者，以血腥手段残酷镇压了这一次爱国运动。他们不会懂得：这个暂时的胜利，正是他们为自掘坟墓而挖下的第一锹土。资产阶级救亡图强运动没有因他们的镇压而消歇，反倒兴起了更加汹涌的波澜，终于将清朝封建政权卷入了历史的垃圾堆。“血沃中原肥劲草，寒凝大地发春华”，烈士们的鲜血，浇灌了新生思想幼苗，最终长成根深叶茂的参天大树，刺破了阴云密布的苍天。