袁世凯上台以后，先是改组了中华民国临时政府，随后废除《中华民国临时约法》，公布《中华民国约法》，实行总统制。通过一系列手段，袁世凯独揽军政大权，开始筹备改行帝制。1915年12月12日，袁世凯宣布恢复帝制，废除民国纪元，改1916年为洪宪元年，建立中华帝国。
袁世凯的倒行逆施招致南方革命党人的坚决反对，爆发了护国战争。面对全国上下声势浩大的反袁浪潮，袁世凯被迫宣布取消帝制，恢复中华民国。袁世凯起用段祺瑞为国务卿兼陆军总长，以期靠段祺瑞团结北洋势力，但各省并未就此停止军事行动。1916年6月6日，袁世凯因尿毒症不治而亡，归葬于河南省安阳市。袁世凯的死，标志着北洋军阀割据时代的开始。
袁世凯死后，皖系军阀和直系军阀之间的矛盾加深。皖系军阀段祺瑞以国务院总理的身份掌握着政府实权，这不仅招致北洋军阀内部，连北洋系以外的其他势力也对此极其不满。1917年7月，孙中山在广州发动护法运动，段祺瑞以国务院总理身份敦促直系军阀南下作战。但直系军阀在前线擅自停战，吴佩孚更是孤军千里北上，皖系军阀与直系军阀的矛盾至此不可调和。