原来，在这期间，通过好友孙谏声的推荐，冯玉祥偷偷阅读了一些“犯禁”的书籍，了解到了以孙中山为首的革命党人的先进理念，并由此萌生出了强烈的民族意识，从根本上动摇了头脑中的狭隘忠君爱国的陈旧思想。

在孙中山革命思想的感召之下，身为热血青年的冯玉祥，很快在第二十镇联络了第七十九标第一营管带施从云、营副王金铭，秘密组织“武学研究会”，从事革命活动。“武学研究会”以他们三个人为中心，迅速扩展开来，第二十镇参谋长刘一清、第八十标第一营管带王石清、第二营管带郑金声、第三营参谋官孙岳，以及后来赫赫有名的张之江、李鸣钟、韩复榘等人，均成为研究会的骨干。“武学研究会”的成员聚在一起，相互切磋，交流学习心得，革命热情更为高涨。大家不约而同地剪掉了头上的长辫子，公开亮出了不与朝廷合作的反叛者身份。

顺理成章地，1911年10月10日，当辛亥武昌首义的枪声打响，11月份，冯玉祥和他的“武学研究会”的弟兄们即在滦州举起了义旗，宣布成立北方军政府，通电南北，主张共和。王金铭被推举为北方大都督，施从云为总司令，冯玉祥为参谋总长，孙中山的联络员白雅雨为参谋长，共同主持北方军政府事务。

然而，由于双方力量悬殊，革命势力薄弱，滦州起义很快即被清廷所镇压。王金铭、施从云、白雅雨等十余同志不幸遇难，冯玉祥亦难逃厄运，被捕后革去军职，押送原籍，接受管制。

1912年，清帝宣布退位，袁世凯建立北京政府，陆建章奉命编练左路备补军，为冯玉祥的境遇带来了转机。他被委任为第二营营长，且得到了到河北景县一带招兵买马的差事。

冯玉祥由此得到了全面施展自己才能的大好机会。

熟谙军营腐败的冯玉祥，招兵时独辟蹊径，坚决排除混吃兵饷的“兵油子”，只对质朴健康的农村青年敞开大门。冯玉祥的独特作为，为他造就了日后成为他的西北军骨干的一批精英，孙良诚、刘汝明、佟麟阁、冯治安、石友三、过之纲等，都是这时候来到他身边的。加上原二十镇中的旧属李鸣钟、韩复榘等一批虎将，冯玉祥踏踏实实地夯牢了自己日后进一步发展的基础。一年之后，冯玉祥晋升为京卫军左翼亦团团长，又在河南郾城一带招收了田金凯、吉鸿昌、梁冠英等青年俊彦，其实力更是大增。

就在这期间，冯玉祥又做了一件异乎寻常的决定：下令全体官兵一律受洗，加入基督教，并在军营中建立礼拜堂，请牧师宣讲教义。于是乎，他便得到了“基督将军”的雅号。