1895年，甲午战败，《马关条约》即将签订的消息传来，正在北京准备会试的康有为深感痛心，连续一日两夜没有休息，写成了一篇长达万多字的《上清帝书》，随即令梁启超等人联络18省在京举人，准备联名呈给光绪帝，史称“公车上书”。在上书中，康有为反对议和，主张继续作战，将矛头直指主和派大臣，阐发了变法的必要性。同时还提出了比较系统、具体的变法纲领和措施：富国（发展经济）、养民（奖励发明，改善商业环境）、教民（普及文化教育）和革新庶政（改革政治组织和行政机构，广泛吸收人民参政议政），从而为戊戌变法确立了基本框架。
这次“公车上书”随着李鸿章在《马关条约》上盖上玉玺而宣告破产；虽未能上达天听，但康有为却从上书中获得了巨大的满足感，于这年5月又上了第三书。此时的康已经是进士了，没人敢扣压，上书最终到达了光绪手中。光绪看完之后，心中极为痛快，对康大加赞许。这让康有为倍受鼓舞，为了更广泛地宣传变法救国的主张，同年7月，康有为和梁启超创办《万国公报》，不久又在北京组织强学会，为即将到来的变法进行思想和组织上的准备。
1897年11月，德国强占胶州湾，康有为深感“亡国无日”，又给光绪帝上书，同时上呈自己所著《日本变政考》、《俄罗斯彼得大帝变政记》等书，引起了光绪帝的重视。光绪帝这回也耐不住了，不甘心做一个亡国之君，甚至一度想请来华游历的日本首相伊藤博文指导改革，足见他的维新愿望是如何的迫切。两人一拍即合，先是由康有为呈递《应诏统筹全局折》，表述维新派政治改革的全部要求；接着光绪帝颁布《定国是诏》，以皇帝名义宣布实行变法。下诏后，光绪帝立刻在颐和园召见康有为。康有为终于见到了向往已久的天颜。当时的康有为不过是一个六品工部主事，被皇上破例召见，还赐座说话，这对康有为来说，是怎样的殊荣！会谈持续了两个多小时。
后来的历史大家都很清楚，变法因慈禧太后的干预而流产。没有掌握实权的光绪帝和过于理想主义的康有为，在经历了人生最辉煌的103天后，开始走向各自人生的末路：光绪被慈禧囚禁，直至去世；康有为远走海外，思想日益为世人所弃。
据不完全统计，1895至1897年，维新派在全国共创办学会33个、学堂17所、报馆9家、书局2家，至1898年增至300多个（所），用以广泛宣传变法维新思想；它突破了洋务派仅仅学习西方技艺的牢笼，开创了中国近代政治改革先河，中国近代史由此开始改写。梁启超说：“戊戌维新，虽时日极短，现效极少，而实二十世纪新中国史开宗明义第一章也。”
