Lors du soulèvement des boxers en 1900, il protège les étrangers, puis devient vice-roi du zhili (Hebei) en 1901. Il y promulgue des réformes administratives et scolaires.

    Appelé au gouvernement de Pékin par l'impératrice douairière, d'abord aux Affaires étrangères en 1907, puis au Grand Conseil, il doit s'exiler à la mort de Cixi en 1908. Il est ensuite rappelé pour combattre l'insurrection républicaine d'octobre 1911, et nommé premier ministre, il cherche à s'assure le pouvoir en négociant à Shanghai avec les chefs républicains et en obligeant le jeune empereur Pu-Yi à abdiquer en février 1912. Après avoir vaincu SUN Yat-Sen, il devient Président de la République en octobre 1913, et gouverne en dictateur. En effet, il installe dans les provinces des gouverneurs militaires, les futurs seigneurs de la guerre, suspend le parlement, supprime le Guomindang. Vainqueur aux élections de 1913, il promulgue une Constitution en mai 1914 qui lui donne un mandat d'une durée de dix ans, et le droit dedésigner son successeur.
reconnu par les Etats-Unis, Yuan leur réservela prospection pétrolière et, pour obtenir des crédits, il accepte la création d'un consortium bancaire international contrôlant les finances.

    Un plébiscite favorable au rétablissement de l'Empire en octobre 1915 amène Yuan à préparer son couronnement, mais la révolte du Sud l'oblige à y renoncer.

    YUAN Shi Kai est mort à Pékin en 1916.