譚嗣同在結束生命的四年前，看到清軍在中日甲午戰爭中慘敗，喪權失地，國民群情憤慨。譚嗣同痛感自己未曾致力於國家的富強，決心投身於維新變法。他氣憤地斥責湘軍的虛驕，非常敬仰康有為公車上書。他棄商捐銀，和唐才常等人在瀏陽籌建算學館，創辦新學，撰文主張變法，首開湖南維新的風氣。他於1896年北遊訪學，對資本主義生產方式和自然科學發生興趣。他遍交維新志士，結識了梁啟超，並透過後者進一步洞悉了康有為的維新思想觀點。
1896年到1897年，父親花錢為他捐了個候補知府，在南京待委，他經常去上海與梁啟超討論學問，研究變法理論。他還潛心讀書，與楊文會研討佛學，寫成了他的代表作《仁學》。
1898年2月，譚嗣同回到湖南。湖南巡撫陳寶箴和按察使黃遵憲傾向變法維新，放手讓譚嗣同整治學風，培養有用人才，推行新政。
譚嗣同與唐才常等人辦起了時務學堂，唐才常任教習，譚嗣同親自講課，使時務學堂成為湖南維新變法的主要陣地。他又創辦南學會，引進圖書儀器，將學會推廣到全省各地。他創辦的《湘報》，“開風氣，拓見聞”，積極宣傳科學，為湖南思想界引進了大量新鮮空氣。譚嗣同在南學會經常演說。他的講演氣勢磅礴，觀點新穎，語言鏗鏘犀利，道理清晰明確，深受聽眾歡迎。他還倡導開礦修路，推行新政，使湖南成為全國最富朝氣的一省。
6月11日，光緒帝下詔宣佈變法。譚嗣同奉召進京，參與新政。
啟程前，唐才常為他餞行，兩人分析了局勢，估計到變法維新的路上佈滿荊棘，前途並不樂觀。他對愛妻李閏說：此次赴京，吉凶未卜，要“視榮華如夢幻，視死辱為常事。無嘉無悲，所其自然”。
他已將榮華富貴生死存亡置之度外，決心為變法圖存，為國家昌盛貢獻一切力量，乃至自己的生命。
9月5日，光緒皇帝召見譚嗣同、楊銳、林旭和劉光第，破格賞給他們四品卿銜，在軍機章京上行走，參與新政。譚嗣同從此在皇帝身邊閱處奏摺，忙於變法事宜。
《明定國是詔》頒佈後的第四天，慈禧逼迫光緒免去支援變法的軍機大臣翁同龢的一切職務，將他逐回原籍，任命榮祿為直隸總督，統管兵權。這表明慈禧準備收回光緒的執政權，重新“垂簾聽政”。山雨欲來，光緒手無兵權，驚惶失措，無計可施，把希望寄託於袁世凱，因為這個人表面上支援維新，並且擁有一支現代化的新軍。
9月18日夜裡，秋雨綿綿，冷風悽悽。
譚嗣同身藏光緒的密詔，行色匆匆，來到袁世凱在北京的駐地法華寺。他肩負著光緒皇帝和維新派生死存亡的命運，變法成敗繫於一身。他能不能說服手握重兵的袁世凱，在慈禧太后即將發動的政變中保護皇上，保護變法，將決定中國的命運。
譚嗣同隻身來找袁世凱，表現出湖南人超卓的勇氣和膽識。袁世凱一見這位年輕的不速之客神色凝重，便知事關重大，連忙屏去左右，把譚嗣同請到內室。譚嗣同乾脆利落，省去寒暄，開口就直奔主題：
春秋三十三，壯飛人世間（2）
“你對當今聖上，看法如何？”
袁世凱趕緊說：“當今皇上，那是一代聖主呀。”
譚嗣同說：“那好。榮祿天津閱兵的陰謀，你知道嗎？”
袁世凱說：“在下略有所聞。”
譚嗣同說：“榮祿執掌兵權，皇上將有大難。當今之際，唯有你能為聖上保駕。如果你願意保駕，你就採取行動。要是你無心救主，請到頤和園去告發我，讓我人頭落地，你自能享受榮華富貴。”
袁世凱彷彿受了侮辱，憤然正色地說：“你把袁某當成什麼人了？當今聖上是你我共同侍奉的主子，