贵州独立后，戴戡率领贵州军8个营的兵力由遵义向四川方向出发。贵军进入四川后，蔡锷将护国军第一军分为左右两翼，自己兼任总司令，不久改派参谋长罗佩金继任，派戴戡为右翼总司令。戴又派王文华为右翼军东路司令，率领临时编成的十三营向湘西出发，这是护国军开辟的湖南方面的战线。
护国军第1军第2梯团由毕节通过永宁进攻沪洲。在进攻之前，约驻纳溪的旅长雷飙起义响应，并且使用反间计授意四川反袁派人士李宪文向师长刘存厚投递一封匿名信说：“我是四川人，我是成都将军署的一个职员。我从北京方面得来一个秘密消息，袁世凯疑心你暗通蔡锷，将指使你的部下对你进行暗杀。”
刘存厚接到信后，即于第3天通电宣布独立，改称护国军四川总司令。由于熊祥生愿为袁效力，刘存厚便率领自己的1旅（雷飙旅）去打自己的另外1旅（熊祥生旅）。熊祥生撤走，护国军占领沪州，贵州军熊其勋部攻占了綦江，重庆大受威胁。
袁世凯派3路人马合攻护国军，第一路由第6师师长马继增统率，计有第6师、第8师1旅和河南唐天喜的第7混成旅，共2万人。从湖南常德、芷江一带西进。第二路由张敬尧担任司令，计有第3师、第7师和第8师1旅，加上冯玉祥的第16混成旅，计约2万人，攻打川南的护国军。第一路第二路的总司令是虎威将军曹锟。第三路由广东将军龙济光派兵假道广西进攻云南。
最使袁感到困扰的是，他身边没有一个大将替他主持征伐护国军。他不得不把打入冷宫的段祺瑞请出来为他分劳，他既要做中华民国大总统，又要做中华帝国大皇帝，实在太忙。为了讨好段祺瑞，他又把段的亲信、自己最讨厌的徐树铮提拔为将军府事务厅厅长。但段还是假口“宿疾未愈”不肯出来。
袁世凯又想到了冯国璋，想把冯调到北京来，任以总参谋长兼任征滇军总司令。冯也装病不出。袁派蒋雁行以探病为名到南京，冯实没病，他抓住蒋的手痛哭流涕地道：
“我跟随总统一辈子，总统要如何便如何，怎么总统不把我当作自己人了！”
袁接到蒋的密报，知道冯所患的是政治病，便又走马灯似的派阮忠枢、荫昌、田中玉到南京疏通，暗中却指使蒋雁行勾引江宁镇守使王廷祯就近篡冯位，王廷桢却不上当，原原本本告诉冯国璋，冯亦恨袁。袁又想电召冯到北京，解除他的督理江苏军务一职，以泄心头之恨。尚未发出，消息已传遍，山东将军靳云鹏、江西将军李纯联名发电，请留冯坐镇东南，切勿轻予调动，袁只得作罢。
袁世凯还想起张勋，打算组织辫子军十营作为第二批征滇军，便叫阮忠枢到徐州探张口气，然见面阮尚未开口，张勋便道，全国局势紧张，他的兵力不够，请转达总统，准其招兵十营。阮无法，返京归报老袁，老袁又沉不住气，即令马龙标以帮办军务名义去徐州，分张之兵权，张勋亦毫不客气拒绝此令。袁世凯才知道北洋军已非昔日之北洋军，心里惶急得不行。
北洋军到了这个地步，实是袁世凯所至。一天，张勋和冯国璋在南京碰头，张勋多喝了几杯老酒，忽然情不自禁地向冯说：“老头子打了一个密电来，叫我监视你的行动。”
冯听了并不惊异，也从身上拿出一个电报给张看，并说：
“我也接到老头子的电报，叫我监视你的行动。”
袁世凯疑人之深，在派员监视之外，又采取了一种互相监视的办法，真是花样翻新、无奇不有。
1916年2月下旬，北洋军陆续开到四川和湖南前线。开到四川的北洋军主力集中在沪州一线，计有第3师吴佩孚旅、第7师张敬尧部，此外还有四川军周骏之一部、熊祥生旅；蔡锷所属护国军3个梯团约3000多人，刘存厚部队号称4000人，临阵却不见一人。由于众寡悬殊，蔡锷主张集中兵力突破一点，由綦江直冲重庆，以断北洋军的后路，而在泸州、纳溪一线采取守势。但部下都不以孤军深入为然。
蔡锷请唐继尧每月补充兵力500到1000人，声称如果这样，逆援虽众，不足平也。但唐始终没有满意的回答，军饷也同样得不到接济，护国军衣不蔽体，食无宿粮，只得向地方人民有息借款。由于战线长达200里，后面没有预备队，兵力实在不够分配，只得退出沪州，在纳溪与北洋军隔江相峙。
2月下旬到3月初，护国军与北洋军进行20天的激烈战斗，张敬尧的9000兵只剩下5000兵，吓得北洋军躲在战壕里不敢出击。但由于护国军兵力太少和饷械两绌，也只能多张疑兵，以分敌势，俟有隙可乘，然后分头击破之。由于北洋军的援军第8师王汝贤旅开到，刘存厚的部队首先溃败下来，影响到全军士气，蔡锷还咬紧牙关主张坚守阵地，但罗佩金、刘存厚等都认为弹竭兵疲，主张退守，终于不得不退出纳溪。
冯玉祥见熊祥生夺回沪州，他便乘势由内江开到前线，攻入纳溪。袁世凯破格封熊祥生为二等男爵，冯玉祥为三等男爵；又加张敬尧为陆军上将，熊祥生、吴佩孚、吴新田为陆军中将。
护国军右翼退出綦江，广西方面龙觐光军攻占剥隘，湖南方面北洋军周文炳师攻占麻阳。特别使袁世凯喜出望外的是，还有一支攻入云南境内的奇兵，川军统领杨起元率队偷渡金沙江，夜袭摩鱼鲊，由江驿过江进抵芝麻口。袁授给他勋五位，发表命令盛赞他“出奇制胜，深入滇境，占领要隘，骁勇绝伦”。
袁世凯为了鼓励前方士气，采办大批咸牛肉、咸猪肉、罐头食物、绍酒、彩缎、贡绸、金银用具、时计、衣帽、刀剑、古玩字画、碑帖、相片、磁器送往前线，分别慰劳将士，对立功将领给以一至五等荣光宝星章，得到勋章的人，每年可领取年俸3000元、2000元、1000元、500元、250元不等。
北洋军在四川和湖南打了几次胜仗，而人民对他们的仇恨越来越大，湘西护国军在人民的支持下，活动范围越来越广。各条战线上的北洋军越发处于四面皆敌的孤立地位，除了保守几个据点外，在战区附近的广大地区内，到处受到人民武装的袭击，或者遇到人民的消极抵抗，使他们在物资供应和军事运输上，感受严重困难。于是他们就用更加残酷的手段报复人民，到处滥捕滥杀、强派捐税、勒索物资、拉走壮丁、奸淫抢劫、杀人放火，犯下无数滔天罪行。
张敬尧是北洋军内替袁最卖力者，他的第7师蹂躏人民最为凶恶。蔡锷写信谴责他说：“帝制未成，先屠百姓，苟无百姓，何以为国？足下媚兹一人，已属罪不容死，况复虐我同胞，人将不食尔肉！”
护国军退出纳溪后，经过十几天整顿，又于3月17日开始反攻。仅有几天内，势如破竹地占领了江安、南川、纳溪、彭水、綦江等县，张敬尧逃回沪州。这时广西陆荣廷又宣布独立反袁。
陆荣廷对袁世凯早已不满。陆荣廷与广东的龙济光原来都是一省提督，而袁世凯却任命龙济光为振武上将军，命陆为宁武将军，已引起陆的厚彼薄此之感。后袁虽晋授陆为耀武上将军，但又封龙为一等公爵，进而晋封郡王，陆则仅得侯爵，陆大为不满，他不许属员向他道贺。袁世凯派出高等特务王祖同任广西巡按使，并加上一个“会办广西军务”的头衔，王祖同到广西就任时，陆既不敢拒绝，又不愿接待，便向袁请假以示反抗。袁对各省军阀采取了以子为质的办法，使他们不敢跳出他的手掌心。这些作为人质的小将军们，大多被袁任为公府武官，表面说让他们有学习军事和学习公府仪节的机会，以便将来继承父亲的事业。但当陆荣廷托病请假，并以侍疾为由打电报召回在京为质的儿子陆裕勋时，袁世凯则派人将途经武汉的陆裕勋毒死。陆对袁的仇恨更大，但他并不形诸词色，而袁也装出十分悼惜的样子，派员照料丧事，双方都唱起骗人的假戏。
国民党军人派的偶像首领、前清两广总督岑春煊极力劝陆荣廷参加讨袁，陆又是岑提拔起来的。陆素来仰慕进步党领袖梁启超，而梁也一再函劝陆树起讨袁的旗帜来，陆荣廷便决定倒袁。
1916年1月，陆荣廷派唐伯珊、陈协五两人到上海邀请梁启超到广西协商讨袁计划。梁启超在送走蔡锷之后也偷偷离开天津来到上海。他接见了陆派来的密使，接受陆的邀请，在日本人的帮助下，乘“黄滨丸”到香港。然后换乘“妙义山丸”到越南的海防，沿途自有人妥为照料。他白天躲在舱位下层锅炉旁，等到夜深人静才敢偷上甲板透一口气。
3月15日，日本三井洋行的运煤船“妙义山丸”抵达海防附近产煤地洪屋时，又有日本友人横山携带两个日本妇女预先在此等候，乘着天黑夜雨的机会，掩护梁偷偷上了小艇。为了避免关吏的检查，这支小艇通过曲折迂回的水路，于16日夜间8时到达海防。梁由此偷过镇南关进入广西。梁启超经过曲折离奇的冒险旅行，躲过了袁世凯密探的眼睛，来到广西。
袁世凯派遣北洋军假道广西进攻滇东，陆荣廷利用广西人民团体抗议北洋军假道广西。袁便劝陆派兵打云南，陆又以广西军饷械两绌为由加以谢绝。后来袁世凯忽然想出了一个好主意，命广东将军龙济光的哥哥龙觐光率领军队假道广西进攻云南。龙觐光与陆荣廷是儿女亲家，龙的儿子龙运乾是陆的女婿，由至亲来假道，不会引起陆的猜疑。陆荣廷果然不拒绝龙觐光父子假道广西，他电请龙觐光多带军械、少带士兵，行军沿途可招募新兵。刚好龙济光忙于对付广东境内陈炯明、朱执信的中华革命军，不能抽出更多的兵力，仅仅抽调4000兵，打算在沿途招募4000新兵。
龙觐光至陆荣廷的老家武鸣访陆，陆正在老家装病请假。两个亲家见面，一个热情到极点，一个却冷淡到极点，陆表示什么事都懒得过问，甚至官也懒得再做下去。两人当然谈不出个所以然来。
袁世凯电请陆荣廷派兵协助龙军进攻云南，陆出人意外地毫不推辞，派他的儿子陆裕光带队前往协助龙军。陆对袁的态度也变得日益恭顺，经常对他的将领称赞袁的许多好处，这些消息传到北京袁的耳朵里。袁虽是老奸巨滑，但认为陆荣廷态度的改变，多少受了龙觐光到广西以后的影响，北洋军在四川又打了胜仗，陆见风使舵也是人情之常。因此，袁又请陆进兵贵州，开辟对云贵两省的另外一道战线。
陆荣廷也不推辞，他要求拨发步枪5000支和军饷100万元，以便动员出发。袁思虑再三终于分批照发。
袁任陆为贵州宣抚使，派广西第1师长陈炳焜护理广西军务。袁又密令龙觐光就近监视陆的行动，如果发现有可疑之点，可在陆离开南宁后取而代之。陆又向袁索饷100万元。
陆荣廷由南宁率师到达柳州，就与梁启超及广西军将领联名通电劝袁辞职，限于24小时以内答复。
3月15日，陆荣廷在柳州行营通电宣布广西独立，自称广西都督兼两广护国军总司令，任命梁启超为总参谋长。
在此之前，龙觐光已把司令部移驻百色，龙军已占领剥隘，龙觐光的另一个儿子龙体乾也在云南境内发动了地方团队的三路暴动，进攻个旧、蒙自、临安。龙军前锋李文富团已进入到土富州附近。龙觐光没有料到，陆荣廷派来协助他的陆裕光却忽然从内部动起手来，把他的全军缴了械，并把他和他的儿子龙运乾扣留起来。
龙运乾不敢直接和丈人通电，就打电报哀求岳母谭氏放他们父子一条生路。回电说，政见虽不同，亲戚究竟还是亲戚，请龙觐光电劝他的兄弟龙济光响应独立。龙觐光不敢不从。龙体乾所发动的三路暴动，也被驻蒙自的刘祖武师扑灭。
四川督军陈鬯派代表胡鄂公到南京与冯国璋联系，胡在冯的女婿陈之骥的陪同下去见冯，表示：“陈鬯完全唯上将军之马首是瞻，如果上将军同意四川宣布独立，我在这里发去一个密电，他就宣布独立。”
冯国璋开始并不表态，过了一段时间，他情不自禁地说：“老头子不把我当作自己人，他的手下都是些狐群狗党。老头子不到几个月就要完了，癞虾蟆难过端午节。你的电报拿来，我照发好了。”
冯国璋又发密电给与他有密切联系的各省北洋军阀，建议联名发出一个压迫袁世凯取消帝制、惩办祸首的电报。江西将军李纯、浙江将军朱瑞、山东将军靳云鹏、湖南将军汤芗铭回电愿意列名。冯觉得五人联名声势不够大，便用五个人联名密电征求其他各省将军列名。直隶巡按使兼将军朱家宝向袁告密，袁看到这个密电，吓得几乎晕倒过去。
袁世凯把智多星杨士琦找来问计，杨劝道：除非立刻取消帝制，否则危险将不可避免。袁世凯合眼长叹，罢了，罢了。
袁世凯召开公府紧急会议，请徐世昌、段祺瑞、黎元洪出席；杨士琦、张镇芳、朱启铃、梁士诒、倪嗣冲等参加。袁世凯向众人说要取消帝制，众人也表示除此之外，别无办法。独那倪嗣冲圆睁双眼：“君主政体中国几千年都是，什么人敢以取消要挟大皇帝，臣嗣冲誓死扫荡而后已！”袁世凯忙劝止说：“丹忱，你看”，把冯国璋等五将军密电拿给他看，倪当即无话。
袁请徐世昌再任国务卿主持对南议和，徐推三阻四不肯。袁又说了一套“老朋友不肯帮忙谁来帮忙”的话，徐勉强应下。
会议决定：
（1）撤销承认帝位案，取消洪宪年号。
（2）召开代行立法院参政院的临时会，以便取得取消帝制的法律根据。
（3）解除陆征祥的国务卿，请他仍任外交总长。
（4）任命段祺瑞为参谋总长以代久未到职的冯国璋。（5）请黎、徐、段三人联名电劝西南护国军停战议和，以蔡锷为陆军总长、戴戡为内务总长、张謇为农商总长、汤化龙为教育总长、梁启超为司法总长、熊希龄为财政总长为优待条件，满足进步党人的政治欲望。
次日，袁世凯申令撤消承认帝制案。隔一天，又告令所有洪宪年号应即废止，乃以本年为中华民国5年。袁世凯从称帝起至取消帝制，总共只有83天，是个短命的皇帝。
但他又打电报密谕北洋军前方将士捏造西南护国军拟推岑春煊为总统，北军全体将领将被撤职的谣言，以诱骗他们继续替他出力卖命。密谕说：“发还推戴书，系为势所迫，并非根本取消帝制。蔡、唐、陆、梁迫予退位。君等随予多年，恩意不薄，各应激发天良，为予致力，富贵与共。如予之地位不保，君等身家性命亦将不保。”
袁又用黎、徐、段三人名义致电陆荣廷、梁启超、唐继尧、蔡锷说：“帝制取消，公等目的已达，务望先戢干戈，共图善后。”
袁又用黎、徐、段三人名义向护国军提出议和条件6项：
（1）滇、黔、桂三省取消独立。
（2）三省治安由三省长官负责维持。
（3）三省新兵一律解散。
（4）三省派往战地的兵士一律撤回。
（5）三省自即日起，不准与官军交战。
（6）三省各派代表一人来京筹商善后。
护国军见此口吻真是逼降，便亦提6项议和条件：
（1）袁退位后贷其一死，但须逐出国外。
（2）诛帝制祸首杨度等13人以谢天下。
（3）大典筹备费及用兵费6000万，应查抄袁及帝制祸首13人的财产赔偿之。
（4）袁子孙三世应剥夺公权。
（5）依照民元约法，推举黎副总统继任大总统。
（6）除国务员外，文武官吏均照旧供职，但关于军队驻地，须接受护国军都督的指令。
孙中山委任的中华革命军广东司令长官朱执信及其副手邓铿，在澳门设立指挥机关，中华革命军在广州附近十几个县，或沟通军队、或联络土人，此仆彼继，再接再励。
李烈钧率领的护国军第二军开始向广东进发，3月9日抵达广南。陈炯明的共和军已占领数县，他还收编了东江地区的部分民军，有部队1万余人。徐勤的广东护国军以及林虎、魏邦平等人组织的反袁部队、李福林的民军等各种反袁力量遍布广东，龙济光已成瓮中之鳖。
陆荣廷又率桂军向广东杀将而来。龙济光陷于四面楚歌，迫不得已于4月6日，在得到袁世凯“独立拥护中央”的密电后，宣布广东“独立”。
5月18日，护国军在肇庆成立军务院，推举唐继尧为抚军长，岑春煊为副抚军长代行抚军长职权，并推刘显世、陆荣廷、龙济光、梁启超、蔡锷、李烈钧、陈炳焜等为抚军。发表宣言，否认袁世凯总统资格，主张依民元约法由副总统黎元洪继任总统，因“黎公今方陷贼围”，所以组织此军务院代行国务院职能，指挥全国军政。
浙江军队各部酝酿联合反袁。驻省旅长童保暄劝浙江将军朱瑞宣布独立，朱是个畏袁如虎的懦夫。外间纷纷传说，朱拟诱杀童以除心腹之患。童遂于4月11日先动手进攻将军署，朱瑞这个在浙江搜括多年、宦囊已饱的骑墙将军从后门溜走了。
第二天，童保暄召集省城各界代表推举浙江都督，袁世凯所派的高等政治侦探、浙江巡按使屈映光被推选为都督。屈宣布浙江独立。
屈宣布独立，并不讨袁，外间传言“粤浙二光两面光”的讽刺话，意思是说龙济光和屈映光都是假独立。
屈给袁世凯发密电：“突有军民拥至军署，将军失踪。次早，强迫映光为都督，誓死不从。……固辞不获，始行承诺。”
袁世凯将这份电报全文公布出来，对屈大加称赞，使他露出马脚。浙江各界纷纷通电痛数屈称臣劝进和首鼠两端的罪行。不久，嘉湖镇守使吕公望到杭州，屈被迫辞职，吕公望继任浙江都督。
