1884年10月，金玉均、朴永孝等人与日本驻朝公使竹添串通好，决定利用庆祝朝鲜邮政总局新厦落成的晚宴举事。随后，政变集团挟持国王到景佑宫，同时迫使国王召请日使进宫保卫。日本公使率日军一百余人支持开化派，冲入朝鲜王宫，捕杀事大派闵泳翊、闵台镐、赵宁夏等大臣。国王被挟，事大派大臣被杀，政府全由开化派主导，并公布了亲日的政府名单。袁世凯知道后，非常着急，深知这将关系中朝属藩关系，关系中国在朝的根本利益，遂连续几日与吴兆有、张光前商量对策。在国王生死不明、政变已经大体明了的情况下，袁世凯慷慨激昂，主张应该举清兵入宫，营救出国王。而吴兆有、张光前显然怕担当责任，以没有北洋的命令，决不能擅自行动为由，不同意出兵。无奈，袁世凯一面做举兵的准备，一面致函旅顺的保龄，托他禀请“即派兵轮来东”，接着又上书李鸿章，请求派兵支援，以防不测。随后，袁世凯再次强调事态危急，不能再等，主张应先出兵营救国王，而后电告北洋说明原委。吴兆有、张光前显然还是拿不定主意，袁世凯遂云：“驻防的对外交涉，是我的专责，如果因为肇衅获罪，由我袁某一人承当，决不累及二位。”于是袁世凯自担最危险的进攻敦化门任务。袁世凯为了能顺利进攻敦化门，先设法与守护王宫的朝鲜左右两营取得联系。这两营人马多是袁世凯当年训练的，虽然政变发生后，这两营的主帅被杀，换了开化党的人指挥，但袁世凯找来左营的金钟吕、右营的申泰熙，晓以利弊，做通他们的工作，请他们给予支援。

进攻敦化门当日，袁世凯致书日本公使竹添，谓：“敝军与贵部驻此，同系保护国王。日昨朝鲜内乱，杀害大臣八九人。现在城内外军民不服，举有入宫环攻贵部之说。弟等既恐国王复惊，又恐贵部受困，用敢率队进宫，一以保护国王，一以援护贵部，别无他意，务请放心。”袁世凯发函后，不见竹添答复，遂于当日下午，断然发动攻击。袁世凯自率一队进向敦化门，吴兆有率队由宣仁门向昌德宫进军，张光前所部为预备队，在后策应。当年日本记者佐藤铁治郎在记录这一历史事件时，多有气愤，称：甲申之变，韩京大乱，韩王恐怖，照会我竹添公使保护。袁世凯闻变，遂率兵往袭王宫，以我公使在宫中，乃致书我公使。“书甫入，我公使未暇拆阅而袁军已先鸣枪。时韩兵守宫门，我兵驻内院，清兵入门，先击毙韩兵数十人，继与我军相接。清众我寡，势不敌。我公使势甚危。”袁世凯的果敢、勇于担当，给日军以重大打击，竹添知道大势已去，逃出王宫，回到公馆，翌日，该馆受到朝鲜人民的袭击，竹添见势不妙，最后逃往仁川。袁世凯带兵入宫的目的，原在保护国王，但入宫后，并未发现李熙的下落，办事急躁的袁世凯有另立国王的建议，但遭吴兆有驳斥。袁世凯也自觉不妥，没有坚持。随后，有人来报，国王在关帝庙。吴兆有、袁世凯立即带兵到关帝庙营救出国王。李熙先入吴营，下诏重组政府，随后移驻袁营，再后袁世凯等护送李熙重回王宫，甲申政变结束。“在此次变乱中，从出兵的决定，到军事的部署与攻击行动，甚至事后局势的收拾（把持韩政，操纵与日方交涉等），实际上全系袁一人独断专行。统带吴兆有、总兵张光前虽也联衔参与其事，然与陈树棠同样只不过具名而已，可说一切都出之于袁。”

甲申之变，是中日士兵在朝鲜的第一次正面交火。袁世凯深知，中日交兵，必然牵涉外交问题，遂安排朝鲜国王在营内引见各国公使，说明事乱原委，并请共同调处。后又请陈树棠与各国公使晤商调处，但调处效果甚微，竹添态度尤为强硬。后竹添返日禀告，对事件添油加醋，日本军部之内的萨摩派系主张对中国采取强硬措施，而井上公使力排众议，主张与中国进行谈判，但中日摩擦已日益加深。而袁世凯在这次行动中所表现出来的智慧和果敢受到了朝鲜王室的尊重，也受到朝鲜百姓的拥戴，更给一直试图侵害我在朝利益的日本以警示和打击。此后，日本也格外担心起袁世凯来。“袁世凯当日之谋，实有令人可惊可畏者，使清政府与李鸿章能明断敏速，出师图韩，一跃而登，真令我日军无从措手。……袁之外交，诚有剽悍之手腕哉。”

一个人的成功绝非偶然，他必须在某些关键的时候展示出杰出的才干，然后加上领导赏识。袁世凯的这次果决行动，不仅让日本畏惧三分，也使他自己获得了李鸿章的赏识。时年25岁的袁世凯，“竟能号召中国驻防各营，并策动朝鲜左右两营勤王，在军事上，甚至外交上作详尽周密的部署，发号施令，统驭中韩联军，击溃日军，摧毁政变集团的势力，拯救韩王，恢复李熙政权，同时维持汉城的治安，实为难能可贵”。所以日本派伊藤博文到北京与李鸿章会谈，要求李鸿章惩办袁世凯时，李鸿章却多加袒护，并称赞袁世凯乃军政奇才。