在张元济的官场生涯中，值得书写的还有一笔：获得光绪皇帝的召见。光绪怎么知道张元济呢？1898年6月11日，光绪颁布《明定国是诏》，宣布变法。两天以后，翰林院侍读学士徐致靖以“国是既定，用人宜先”，上奏折“密保维新救时之才……委以行新政而图自强”。徐在《密保人才折》中推荐了五人：康有为、黄遵宪、谭嗣同、张元济和梁启超。他对张元济的推荐语为：“刑部主事张元济现充总理衙门章京，熟于治法，留心学校，办事切实，劳苦不辞。在京师创设通艺学堂，集京官大员子弟讲求实学，日见精详。若使之肩任艰大，筹划新政，必能胜任愉快，有所裨益。”光绪帝立即命康、张两人于6月16日预备召见。1898年6月16日，天还没亮，张元济和荣禄、康有为以及两位外省知府在西苑等待光绪召见。几个人依次觐见，两位知府和康有为出来后，光绪宣召张元济。
屋里别无他人，唯君臣二人相对。作为一个职务不高的官员，张元济的激动之情可以想见，直到晚年回想这件事，张元济依然有知遇之感。
当时滇越边境发生划界的争执，光绪说，我们如果派人去云南，要两个月才能走到；而外国人只要十天八天就可以到。中国道路不通，一切落后，什么都赶不上外国，怎么好和人家交涉呢？跪在殿下的张元济面对思考着国家前途、忧心忡忡的皇帝，只能说一些宽慰的话。
这次召见的时间并不长，张元济也没有对变法有所建言，但是处境艰难的光绪给张元济留下了深刻印象。此时因为光绪颁布了《明定国是诏》，帝后两党的矛盾日渐加深。张元济虽不激进，却也同情变法，算是维新运动的边缘人物。他当时劝康有为到南方去办学堂，培养一批新人才，另外也可以缓和紧张的局面，但被康有为拒绝。
维新运动只维持了百日就告失败。9月21日，慈禧太后发动政变，囚禁光绪帝，捕杀维新派。康有为、梁启超逃亡海外，谭嗣同等六人被杀害。张元济虽在外围，也在新党之列。有人劝他赶紧逃命，考虑再三，他选择留下不走。在焦急的等待中，他跑去拜见李鸿章，天真地劝李鸿章对变法作些争取，可能还有转机。后来张元济回忆，李鸿章听罢，“瞠目视余者久之，默然无语”。
所幸，政变后的迫害没有扩大化。政变引起了各国的关注，一时间谣言四起，英国领事表示要干预。清政府在国际舆论的压力下不敢再有什么大的举动，因此，张元济终于没有被抓捕。
虽然躲过一劫，但京官是当不成了，张元济被“革职永不叙用”。从1892年入京会试，到1898年10月革职离京，将近七年，为官生涯戛然而止，让他对清政府不再抱有幻想。以政治改革推动国家现代化的路断了，以文化推动社会变革的想法依然存在张元济的心中。性格宽厚的张元济知道自己并不具备康梁改天换日的勇气，于是决意避走上海，走一条文化启蒙、知识救国的道路。
