7月3日，光绪帝召见“布衣”梁启超，赏六品卿衔，办理译书局事务，这表明帝党仍没有多大政治实力。9月4日，光绪帝下令将无理阻挠部员上书、公开反对新政的礼部尚书怀塔布、许应骙等六人全部罢官。第二天，下谕任命谭嗣同、杨锐、刘光第、林旭为军机章京，赏四品卿衔，参预新政事宜。被当时称为四个“小军机”的任用和礼部六堂官的撤职，是百日维新中光绪帝亲自决定的一次人事大变动。接着，9月7日光绪帝又把反对新政的李鸿章、敬信等人从总理衙门除掉，接受维新派的建议准备讨论改革政权机构，逐步实现康有为等人关于“开制度局”的主张。
这时，新旧两党的斗争已达到空前激烈的程度，作为设国会的准备，先开懋勤殿，康有为预计推荐梁启超作顾问。
慈禧发动政变
这时，京津一带盛传太后、皇帝10月赴天津阅兵时机将发生兵变，废掉光绪帝。光绪和维新派深感大祸临头。维新派本身既脱离人民群众，又没有自己的武装力量，拿不出什么切实的对策，便想把拥有新建陆军的袁世凯拉过来对付荣禄。袁世凯，河南项城人，1859年出生于官僚地主家庭，早年投靠过淮军将领吴长庆，后几经钻营，于1895年以道员衔在天津小站训练新军，掌握了一支七千余人的新式武装，为荣禄等顽固派所信任和重视。同年，他又加入强学会进行投机，捞得了维新的假名声。虽然维新派中曾有人怀疑袁世凯不能信任，但在走投无路的情况下，他们把希望寄托在袁世凯身上，于是向光绪推荐了袁世凯。
9月中旬，政变已成密云欲雨之势。惊慌失措的光绪，于14日叫杨锐带出密诏，要康有为等人“妥速密筹，设法相救”，但密诏被吓坏了的杨锐搁置起来。16日，光绪召见袁世凯，赏以侍郎衔，专办练兵事宜。第二天，他又叫林旭带出第二道密诏，让康有为赶紧逃离北京。林旭将两道密诏一起带出，康有为、谭嗣同等人读了密诏，相对痛哭，束手无策。最后，他们决定还是继续拉袁，并乞求于英、日等帝国主义的支持，幻想借此来挽救败局。
在此之前，英、日等帝国主义分子为了和沙俄争霸的需要，曾装出一副“慈善”心肠，表示愿意“帮助”中国变法。维新派竟天真地相信了他们这些谎言，称赞英国是“救人之国”，并专折奏请联合英、日，企图以此抵抗顽固派。但此时帝国主义分子看到维新派败局已定，伊藤博文对光绪虚表“同情”，根本无意援助。康有为等人到外国驻华使馆进行活动，也毫无结果。于是，他们便把赌注全部押在袁世凯身上。
9月18日深夜，谭嗣同只身跑到袁世凯的寓所，劝袁世凯拥护光绪，杀掉荣禄，发动政变。这时，袁世凯拍着胸膛表示对光绪的忠诚，并说“诛荣禄如杀一狗耳”，却又表示事机紧迫，得先回天津进行部署。谭嗣同以为拉袁已经成功，满意而去。
9月20日，光绪再次召见袁世凯，袁也再次表达了自己的“忠心”。但当他晚上赶回天津时，却直奔荣禄的总督衙门告密。荣禄大惊失色，连夜专车进京，飞奔颐和园面告慈禧，反动政变发动。
21日凌晨，慈禧携带大批随从，自颐和园赶回皇宫，将光绪囚禁在中南海的瀛台，重新“垂帘听政”，并搜捕和屠杀维新派，派兵包围南海会馆，抓走了康广仁。康有为已于前一日离京赴沪，在英国保护下逃往香港。梁启超则在日人掩护下化装出京，由天津去日本。谭嗣同拒绝了当时人们要他出走日本的劝告，表示：“各国变法，无不从流血而成，今中国未闻有因变法而流血者，此国之所以不昌也。有之，请自嗣同始。”他把自己所著的诗文和书稿交给了准备逃往日本的梁启超，决心一死。28日，谭嗣同、杨锐、林旭、刘光第、康广仁、杨深秀六人，被杀于北京菜市口，时人称之为“戊戌六君子”。其他维新派和大批参与新政及倾向变法的官员，或罢官或放逐。严复因为没有实际参加“百日维新”，未被着实追究。政变后，新政措施除京师大学堂保留外，全部都被取消，慈禧又升荣禄为军机大臣，怀塔布为左都御史兼内务府大臣，许应骙任闽浙总督，李鸿章出督两广，袁世凯护理北洋大臣等。戊戌变法彻底失败。
慈禧上台后，命令各地广为张贴《劝善歌》，以遮掩人民耳目。其中美化慈禧：“太后佛爷真圣人，垂帘听政爱黎民。……圣心犹为天下计，忧国忧民常不眠。”北京等地群众讽刺它是“升官保命歌”，从这里也可以看出戊戌变法促进了人民的觉醒。
维新变法失败的原因
一场短命的戊戌维新的失败，固然由于以慈禧为代表的顽固势力的阻挠、镇压，但是，维新派本身存在的致命弱点，更值得重视。
19世纪后半期，改良主义思潮的兴起，曲折地体现了人民群众变革社会的要求，而它的发展是以民族矛盾逐渐激化和资本主义经济微弱成长为前提的。当时，新兴的资产阶级上层的政治代表维新派，不可避免存在着更为严重的软弱性和妥协性。他们在政治上的软弱妥协，以及在思想上的缺乏战斗力是互为里表的，一方面拥立“讲变革图富强”的“今圣”光绪帝，另一方面把时髦的外装罩在“古圣”孔夫子身上，借助人世间的两个权威，即政治权威和思想权威的力量推行新政。
维新派内部的思想政治状况虽然存在分歧，但他们之间有一个共同的软弱特点，主要表现为不敢信赖人民的力量，甚至对人民群众的革命活动采取敌对的态度。他们既不满意清政府的封建暴政和对外屈辱投降，又反对人民群众以革命手段摧毁大清帝国。他们总是企图温和地夺取一部分权力，逐步实现三权分立的君主立宪政体，把中国变成一个独立富强的资本主义国家，这是戊戌变法的基本目标。当百日维新期间，维新派一再以“金田之役”“法国革命”作为教训，以“乱民蠢动”当作警钟，激烈抨击清政府“夜行无烛，瞎马临池”，恰恰反映了维新派又用变法作为防止革命、抵制革命的一种手段，从而使他们自然站到劳动人民的对立面，得不到具有“回天之力”的劳动群众的支持。没有深厚的群众基础，维新派的力量显得非常脆弱，封建顽固势力猖狂一击，显得毫无招架之力。维新派主张不经过暴力去夺得顽固派的政权，结果反而被顽固派以暴力所绞杀。
维新变法的历史意义
戊戌变法这场社会改革运动固然失败了，但它在当时所起的历史作用不能低估。
首先，戊戌变法运动促成了近代中国第一次思想解放热潮。作为中国民主革命准备阶段的一个过程，维新派代表了当时先进中国人的要求。他们办学会、学堂、刊行报纸，公开议论时政，激发了人民的革新思想。他们宣传反对封建君主专制主义的新兴资产阶级民主学说，介绍西方资产阶级的自然科学成就，几年间，“报馆林立，指谪时政，放言无忌，措词多失体要……危言耸论，警动当世”。
戊戌政变后，翰林院侍读学士恽毓鼎向慈禧惊呼：“臣常阅近日少年文字及聆其谈论，往往矜奇斗异，肆为大言，诋讥孔孟，称扬叛逆。”这位对新思潮持“忧之愤之”的老顽固，把“民主”看成离经叛道的“邪说”，且感到它有“一唱百和”之力，从反面证实了孔孟之道的传统思想受到严重冲击。“新学”和“新法”，是在上层建筑领域里对顽固守旧势力作斗争的武器，开始冲破了万马齐喑的政治局面，从此，人民的觉悟迅速提高，历史前进的步伐大大加快了。
其次，戊戌变法运动带来了“设厂兴工”的后果，促进了民族资本主义的发展。维新派始终企图冲破封建生产关系的一些束缚，排除帝国主义外来的政治经济压迫，为解放生产力和发展民族文化创造条件。康有为、梁启超在《公车上书》里，直接引用了郑观应的“商战”理论，说：“古之灭国以兵，人皆知之，今之灭国以商，人皆忽之。”他们主张发展新式工业，斗巧争奇；建立商会，国家助之；兴办近代教育事业，促进经济发展等等，都产生了实际的社会效果。推行新政期间，颁布了发展民族工业和科学文化的诏令，民族资产阶级上层人士的社会地位得到一定提高，投资的合法权利受到某些保护，这对中国民族资本主义的初步发展，有着一定程度的刺激作用。
再次，戊戌变法运动的悲惨失败，留下了沉痛的历史教训。维新派以炽烈的爱国热情，以温和的合法手段，进行自上而下的改革，结果，碰得头破血流。他们不要流血，尝到的却是血腥屠刀。谭嗣同等一代志士把生命献给了维新事业，“缇骑捕党人，黑云散冥冥”。这场社会改革实践证明：在半殖民地的中国，倡行资产阶级的温和改革是要走绝路的。变法失败后，资产阶级维新派随即分化：一部分人从血的教训里醒悟过来，扬弃变法路线，逐步走上了资产阶级民主革命的道路；另一部分人如同康有为、梁启超、严复等，仍然死抱拥帝请愿的路线不放，逐渐堕落成保皇派，逆时代潮流而动，成了新的反清革命路上的绊脚石。辛亥革命后，他们有的公开站到反革命营垒，有的以前朝遗老自命，鼓吹帝制复辟，残星落月，老泪悲吟，完全为历史潮流所淘汰了。