袁世凱的真面目，早為一部分革命黨人所認(rèn)識(shí)，吳祿貞就是其中之一。閻錫山在吳祿貞的勸說下，與吳共組燕晉聯(lián)軍，出兵石家莊，一時(shí)在北方造成強(qiáng)大的革命聲勢(shì)。但當(dāng)吳祿貞被刺后，閻的態(tài)度立即起了變化。
　　1911年12月初，南北議和已經(jīng)開始，袁世凱違約派第三鎮(zhèn)進(jìn)攻山西民軍。在大軍壓境面前，閻既懾于袁的威力，又對(duì)袁抱有幻想，遂同意同盟會(huì)員景梅九的建議，致函袁世凱謂，如果袁能“協(xié)同軍民，顛覆帝制，然后敷政共和，與民更始”，則擁袁為中華民國(guó)“第一任大總統(tǒng)”。南北議和后，閻由歸綏地區(qū)南返，行至忻州，收到袁不許他繼續(xù)前進(jìn)（即不承認(rèn)他為山西都督）的電令。在這種情況下，閻錫山認(rèn)為袁手中不僅握有重兵，而且將接任中華民國(guó)臨時(shí)大總統(tǒng)，整個(gè)政治天平已傾斜到袁的一邊，于是一面請(qǐng)求孫中山給予支持，一面派人向袁輸誠(chéng)；又在建都問題上站在孫中山的對(duì)立面，贊同袁世凱建都北京的主張，并聲稱“以形勢(shì)論，以事實(shí)論，以對(duì)內(nèi)對(duì)外論，目前自無(wú)舍北就南之理”。篡奪了辛亥革命勝利果實(shí)的袁世凱，看到閻錫山不同于其他同盟會(huì)員，遂任命閻錫山為山西都督。從此，閻即主管山西。
　　同盟會(huì)于1912年 8月改組為國(guó)民黨，閻錫山被任為參議。由于袁世凱對(duì)革命黨人恨之入骨，閻遂于1913年春宣布脫離國(guó)民黨；繼而又根據(jù)袁11月 4日的命令，飭令山西“各縣知事將國(guó)民黨分設(shè)機(jī)關(guān)一律解散”，并聽任袁派到山西的爪牙金永（山西巡按使、民政長(zhǎng)）肆意打擊、迫害以至殺害同盟會(huì)員。所以，袁于1914年 6月改各省都督為將軍之時(shí)，又任閻為同武將軍，令其督理山西軍務(wù)。
　　1915年袁世凱陰謀稱帝，閻錫山首先向籌安會(huì)提供經(jīng)費(fèi)銀幣二萬(wàn)元，接著又連電勸進(jìn)，把辛亥革命貶低為“新舊弟嬗時(shí)代之權(quán)宜手續(xù)”，認(rèn)為“以中國(guó)之情決不宜沿用共和制度”，“非厲行軍國(guó)主義不足以圖強(qiáng)，欲厲行軍國(guó)主義非先走君主立憲”不可，要求“廢共和而行帝制，以帝制而行憲政”，并懇求袁“以大有為之才，乘大有為之勢(shì)，毅然以救國(guó)救民自任，無(wú)所用其謙讓”，而登基稱帝。袁閱后喜不自勝，批復(fù)“頗有見地”。袁稱帝后，于12月21日封閻為一等侯。
　　袁世凱倒行逆施，遭到全國(guó)人民的反對(duì)。蔡鍔、唐繼堯等在云南成立護(hù)國(guó)軍，發(fā)布討袁檄文，向北京進(jìn)軍之時(shí)，閻錫山仍站在袁世凱一邊，致電北京國(guó)務(wù)院，聲稱“滇黔等省竟以少數(shù)地方二三首領(lǐng)擅立政府，私舉總統(tǒng)，實(shí)屬破壞大局，不顧國(guó)家”。當(dāng)袁就護(hù)國(guó)軍反對(duì)帝制征詢各地大員意見時(shí)，閻指斥唐繼堯等為“不忠不義不仁不智”之徒，懇請(qǐng)皇帝“褫革唐繼堯、任可澄、蔡鍔等官職榮典，宣示罪狀”。1916年 3月，當(dāng)袁被迫撤銷帝制后，閻猶通電要求滇黔諸君“痛加悛悔”，否則他將把護(hù)國(guó)軍將領(lǐng)“視為公敵，與眾共棄，愿效前驅(qū)，以伸撻伐”。
　　閻錫山擁戴袁世凱稱帝，可謂不遺余力。后來他竟然說，這乃是根據(jù)孫中山的指示，為了保存北方革命力量而采取的措施。