耐不住张振武的认真要求，袁世凯只好又封他为“蒙古屯垦使”，以作敷衍。公允地说，张振武正值年富力强之时，他也确实想为民国干一番实实在在的事业，于是他接受委任后，极诚恳地向袁世凯申请经费以开办专门机构。但此时北京政府财政困窘万分，袁世凯没钱给他，也就不作理会。张振武一怒之下擅自回了武昌，并利用自己之前的势力公开设立屯垦事务所，还打算募集一镇精兵前往蒙古。为此，张振武向副总统黎元洪提出了一个小小的要求，即每月拨给经费一千元作为开办费。

黎元洪见张振武去而复返，本就十二分不快，而这时张振武又重新聚集旧势力，这让他感到了莫大的威胁。事属凑巧的是，当时张振武与孙武也发生了矛盾，为防止湖北再出乱子，袁世凯随后派出湖北籍参议员刘成禺、郑万瞻回武昌进行调解。经各方努力，孙武、张振武和黎元洪都在表面上恢复了和气。袁世凯也趁热打铁，再次发电邀请张振武赴京。

8月初，张振武与“将校团”团长方维等三十余人随同参议员刘成禺、郑万瞻一同前往北京。一路上，众人欢声笑语，主角张振武更是受到了众星捧月般的待遇，但令他万万没有想到的是，前方等待他的却是一条不归的黄泉路。这一次赴京，黎元洪也表示了前所未有的慷慨，他特意赠送四千大洋给张振武作旅费。多少是因为这份钱的原因，分手之际双方相谈甚欢，殷殷切切，私谊款款。而就在同时，一个巨大的阴谋已然展开。

张振武抵京后，黎元洪向袁世凯发出一封密电，其中称：“张振武以小学教员赞同革命，起义以后充当军务司副长，虽为有功，乃怙权结党，桀骜自恣。赴沪购枪，吞蚀巨款。当武昌二次蠢动之时，人心惶惶，振武暗煽将校团，乘机思逞。……吾鄂人民胥拜天赐，然余孽虽歼，元憝未殄，当国家未定之秋，固不堪种瓜再摘，以枭獍习成之性，又岂能迁地为良。元洪爱既不能，忍又不敢，回肠荡气，仁智俱穷，伏乞将张振武立予正法，其随行方维系属同恶共济，并乞一律处决，以昭炯戒。……”

在向袁世凯揭发张振武的种种不法行为后，黎元洪要求北京方面将张振武就地正法。袁世凯收到密电后，随即亲取保险柜锁匙找密电本，但不巧的是，这天保险柜总打不开，而这个保险柜只有袁本人和梁士诒有锁匙可以开启。于是，袁世凯将梁士诒召来。

译完电报、得知大意后，袁世凯极为惊讶，他随后又派人将心腹赵秉钧、冯国璋、段祺瑞三人请来商议。赵秉钧等三人主张再给黎元洪发一封电报，问明捕杀张振武是否出于黎元洪的本意，再作处断。两日后，武昌复电，确属黎元洪本人的意思。随后，袁世凯给军法处发出命令，将张振武逮捕后立予正法。