北洋武备学堂肄业和留学德国，对段祺瑞的军界地位都没有产生多大的影响，他仍然处于边缘地位。袁世凯小站练兵，奠定北洋新军的基础，也使得段祺瑞在军界崭露头角，从此段祺瑞搭上了袁世凯这班车。沃丘仲子云：“段氏练兵北洋，实其一生事业勋名之基础。然非藉项城之左提右携，或未易遽语及此。”
诚哉斯言！
督练新军
甲午之役，中国竟败于蕞尔小国日本，朝廷上下大为震惊，于是编练新军的呼声日盛，这才有小站练兵之举。
小站距天津东南35千米，原名新农镇，是天津至大沽站中间的一个铁路站。原淮军部曾在此驻扎屯田。清光绪二十一年（1895年），在李鸿章的军事顾问汉纳根（Von Hanneken）的建议下，清政府派遣长芦盐运使胡燏棻在小站以德国陆军操典编练“定武军”10营，计4750人，包括步队3000人，炮队1000人，马队250人，工程队500人。胡燏棻（1840—1906年），安徽泗州（今泗县）人，祖籍浙江萧山，字芸楣，亦作云眉。进士出身，捐道员，得以补天津道；先后任广西按察使、顺天府尹、总理各国事务大臣、邮传部侍郎等职。他一生力倡维新，主张向西方学习，振兴国家。正因为胡燏棻有一定的新式思想，才被委办编练新军事宜，后调任津芦铁路督办，才由袁世凯接替他。
“定武军”的各级军官多为淮军将领，另外还选拔了天津武备学堂毕业生何宗莲、吴金彪、曹锟、田中玉、刘承恩等担任教习或军官，并购买西洋先进武器，期望以新式装备、新法训练形成新的军队阵容。袁世凯奉旨接替胡燏棻后，立即将“定武军”进行扩编改造，制定新的军制，并全部用洋枪洋炮武装起来，即成“新建陆军”。
天津小站练兵史馆
新建陆军包括步队八营，共8000人；炮队两营，共2000人；马队两营，每营500人，共1000人；工程队一营，计1000人。全军总共1.2万人，以步队为主，炮队为辅，马队巡护，工程队供临时调遣。在编制上分为两翼，设统领2人，下设分统、分领训练，每分统统辖步队2000人，炮队2000人，马队1000人。其组织如下：
新建陆军步队营，设统带官1员，管辖全营，帮统带官1员，管带领官4员，哨官12员，哨长24员，督排哨长4员。
新建陆军炮队营，设统带官1员。管辖全营。帮统兼左翼领官1员，管辖3哨。副领官兼哨官3员，哨长9员，各管重炮2尊，管查炮马哨长1员。帮统兼右翼领官1员，管辖3哨。副领官兼哨官3员，哨长12员，管查炮马哨长1员，帮统兼接应马炮队领官1员，管辖3哨。副领官兼哨官3员。哨长9员。管查炮马哨长1员。
新建陆军马队营，设统带官1员，管辖全营。帮统官1员，领官兼哨官4员，哨官8员，哨长12员。
新建陆军工程营，管带官1员，帮带官1员，委员1员，管理桥梁司队官1员，木工4队，铁工1队，水工2队。管理地垒司队官1员，筑工4队，石工1队，筐工2队，土工2队。管理电雷司队官1员，雷兵3队，管理修械司队官1员，修炮铁工1队，修枪铁匠2队，修械木工1队。管理测绘司队官1员，测绘1队，印化兵1队。管理电报司队官1员，工匠1队。
新建陆军督练处，督练官1员，稽查全军，参谋军务。营务官1员，执法营务官1员，督操营务处1员，督队稽查先锋官14员。另教习处洋教官13员，翻译13员，粮饷局总办委员1员，管理采买制造委员2员，军械局总办委员1员，收发军械委员2员，军医局正医官1员，副医官1员，还有转运局、侦探局等。
新建陆军须帐篷2400个，全部用外国帆布制造，每名士兵均备洋制雨衣、雨帽和洋毯，每哨有洋表，双筒望远镜和指南针。每二营有行军电台。每官长有督队腰刀1把，手枪1支。
新建陆军的建成，标志着我国首支陆军近代化的完成。作出这个判断的理由是：第一，这支部队全面使用了西式武器、西法编制、西法操练，增强了自身的战斗力；第二，这支部队已不是单一步兵的旧式陆军，而是一支拥有步兵、骑兵、炮兵、工程兵等多兵种的部队；第三，这支部队起用一批出身于洋学堂（包括从国外回来的留学生）的青年军官。
据说，直隶总督兼北洋大臣荣禄视察新建陆军时，对该军的装备和训练有素赞赏有加：“会协办大学士荣禄奉诏检阅新建陆军，时公方统工程营，凡水雷、旱雷、踩雷及各种制造，独运精思，创制奇诡。荣相阅视，尤为嗟叹。翌年二月，荣相复奉命来镇检阅。荣相之往来须过海河，见公所制帆布桥，步骑炮车行过如履坦途，而散则为舟，可游泳，事过拆卸卷藏。荣相深为惊异，反复来，公复为架布桥。”这里所说的“公”还不是指段祺瑞，而是王士珍，时王氏正充新建陆军工程营管带。荣禄从未见过这么多的新式装备，他的赞叹肯定是由衷的。这时段祺瑞在干什么呢？
当时，段祺瑞正在左翼翼长姜桂题手下当炮兵营的统带。清政府编练新军，特别仰慕德国兵制。段祺瑞曾在德国留学二年，不仅谙习德国兵制，而且“为当时所推许为军事学第一”，更是备受袁世凯的青睐和倚重。段祺瑞是荫昌推荐给袁世凯的，荫昌与袁世凯的私人关系一直很好。袁世凯取得小站练兵权以后，聘翰林出身的徐世昌任参谋营务处总办（也就是他的参谋长），可徐世昌根本不知兵，袁世凯不得不从北洋武备学堂毕业生中寻找练兵和带兵的干部。荫昌给袁世凯推荐了四个主要干部，即王士珍、段祺瑞、冯国璋和梁华殿，王士珍被任为讲武堂总教习兼工程营管带，段祺瑞被任为炮兵学堂监督兼炮兵营统带，冯国璋被任为步兵学堂监督兼督操营务处总办。而梁华殿有才无命，到小站后不久，即在一次夜间操练中不慎落水淹死了。
在那个时代，炮队可谓是营队的中坚，其在作战中所具的威力与作用，大有使其他兵种瞠乎其后之势。袁世凯将如此重职畀诸段祺瑞，并为他配备了最多的武备人才。炮兵营共有左翼重炮队、右翼快炮队和过山炮队三队，左翼重炮队领官商德全（与段祺瑞同时赴德留学），右翼快炮队领官田中玉（后任山东省长），过山炮队领官张怀芝（后任山东督军）。段祺瑞更是悉心督练，一方面为兵弁讲授各类炮的性能和其他多方面的炮学知识，并把操练炮兵、教练人马、站队、验排、分排、择地势等作为平日训练的重点；另一方面则在整饬军纪上狠下功夫，段氏在这方面的要求极为严格，对违纪官兵的惩处也相当严重。右翼快炮队中哨哨官许武魁所统拉炮兵在一次操练时“任意宣言，”段当即以“该管官等疏于训教，咎无可辞”为由，提请给许以摘去顶戴的处分。显然，炮兵所以能够成为北洋各营队中较为出色的一支队伍，就其主要方面而言，不能说不是段祺瑞精勤训励与督练的结果。
清光绪二十七年（1901年）10月，袁世凯由山东巡抚升署直隶总督兼北洋大臣，又开始了新的一轮扩充北洋军实力的努力。袁世凯“整军经武”的活动正逢其时，因为在他升署直隶总督的第二年，清政府就下谕，要求“各省督抚整顿兵制，期归一律”。对于这一上谕，袁世凯积极响应，很快就制定出募兵章程十九条上报清政府。清光绪二十八年（1902年）2月2日，袁世凯又向清政府上奏说：“直隶幅员辽阔，又值兵燹以后，伏莽未靖，门户洞开，亟须简练师徒，方足以销萌固圉”；“惟入手之初，必须先募精壮，赶速操练，分布填扎，然后依次汰去冗弱，始可兼顾，而免空虚。现拟在顺直善后赈捐结存项下，拨款一百万两，作为募练新军之需。”清政府批准了他的要求。于是，袁世凯在保定创办北洋军政司，作为北洋常备军总部。军政司督办由他本人自兼。军政司下设兵备处、参谋处、教练处，分别以刘永庆、段祺瑞、冯国璋为总办。参谋处的权力是很大的，操有谋略、调派及绘测等大权，可见袁世凯对段祺瑞的倚重。参谋处下分三股，提调分别是靳云鹏（后任国务总理）、鄢玉春、吴昭麟（后任陆军测量局局长），文案为徐树铮。
北洋新军训练
清光绪二十九年（1903年）12月4日，清政府设立练兵处，作为全国新军编练的领导机关。练兵处以庆亲王奕劻为总理，但奕劻昏庸不知兵，实际主持人为袁世凯。练兵处设军政司、军令司、军学司三个部门，每司设正副使各一人。这三个部门的职责分别为：军政司负责“考查官兵，筹备军需”，下设考功、搜讨、粮饷、医务、法律、器械等科；军令司负责“运筹机宜，筹划防守，赞佐本处出纳号令及用兵机密事务”，下设运筹、向导、测绘、储材等四科；军学司负责“训练各军操法、整饬武备学校、订期选员、呈请分派各处、校阅队伍、考试学堂等事”，下设编译、训练、教育、水师等四科。由此可见，“练兵处的职权是非常广泛的，凡新章制操法、将领奖惩升迁、军官培养、派员留学、枪炮弹药、后勤马匹等无所不包。练兵处既是新军编练的最高领导机关，又是新军编练的督察机关”。其中，军政司正使刘永庆，副使陆嘉谷；军令司正使段祺瑞，副使冯国璋；军学司正使王士珍，副使陆建章。
练兵处从设立到清光绪三十二年（1906年）11月合并到陆军部，共存在三年时间。在这三年的时间里，统一了全国新军的营制饷章。为改变新军编练中的混乱状态，练兵处成立伊始，就参照西方营制，结合中国实际，开始制定新军营制饷章的工作。清光绪三十年（1904年）9月12日，练兵处会同兵部，将制订的新军营制饷章上奏清政府批准。该营制饷章是中国陆军近代化的重要军事文献，它将新军训练中的一切，从招募、训练、立军、分军、征调、奖惩到武器、运输、营舍、卫生等条理化、制度化、法律化，是一部庞大的军事法典。从此，各省新军编练即以此为蓝本，新军编练走向统一和正规。段祺瑞在担任军令司正使期间，为晚清新军军制建设立下了汗马功劳。
除去在训练北洋新军方面作出的贡献外，段祺瑞还担任了北洋常备军的统制官。清光绪三十年（1904年）六月，北洋常备军一、二、三镇先后成军，段祺瑞被派任为第三镇统制。第三镇驻保定府暨奉天锦州府，曹锟接替段祺瑞任统制时，曾短期调至奉天及长春、昌图一带。其后，清政府统一全国陆军编制，段祺瑞又先后出任陆军第三、四、六镇统制，从而“在陆军各镇的建镇与训练上，发挥了较大的作用”。
根据新军营制饷章的规定，每镇辖步兵两标，骑兵、步兵各1标，工程、辎重各1营，军乐队1队。一步兵协辖两标，一标分3营，一营又分前后左右4队，每队辖3排，每排辖3棚。每棚设正副头目各1人，正兵4人，副兵8人，共14人。每镇官兵定额12512名，实际都不满额。那时的镇、协、标、营、队、排、棚，就相当于现在的师、旅、团、营、连、排、班。
以陆军第六镇为例，该镇辖步队第十一协和步队第十二协，统领分别是陆建章和周麟符。第六镇是袁世凯的嫡系部队，且装备最为精良。计装备有步枪6849支（六五口径）、马枪1483支（六五口径）、路炮36门（七生半）、山炮18门（七生半）。“六五式”是清光绪三十一年（1905年）日本制造的最新式马步枪，七生半炮是法国克鲁苏最新炮。第六镇军官佩刀452把，军佐佩刀97把，书记佩刀46把。军官手枪452杆（6响和7响），军佐手枪96杆，跑目兵手枪355杆，马兵刀1046把。四倍光千里镜284个，八倍光千里镜180个，侧视镜219个。清光绪三十一年（1905年），第六镇共有军官747人，士兵11846人，总数12593人。从这组数字来看，第六镇是满员的。
段祺瑞接替王士珍任第六镇统制，时间是在清光绪三十一年（1905年）9月。冯玉祥当时正在第六镇当兵，他回忆说：“我们在南苑训练，每日官长目兵都上讲堂，学术两科并重。段祺瑞对于官长头目的训练，尤为认真。一时全镇空气紧张，人人兴奋。”作为段祺瑞的部下，冯玉祥的回忆是可信的，这也说明段祺瑞治军是很严格的，多少年后冯玉祥仍然记忆犹新。
袁世凯
在训练新军的过程中，段祺瑞又参与了编订新式兵书的工作。清光绪二十五年（1899年）四月十一日，袁世凯奉旨率部开往山东。途中，袁世凯向清政府上奏，揭示练洋操的弊病及改正办法，并请在全国范围内公布统一的军事规章。四月十五日，清政府秘密指示袁世凯草拟一份报告以备参考。袁世凯即于五月间亲自主持编撰《训练操法详晰图说》，据末附的名册统计，参与编纂绘缮的人员共有46人之多，为首的是段祺瑞、王士珍、冯国璋、阮忠枢、言敦源等人。言敦源为之写了《题记》：“以下各叶，皆光绪己亥夏秋之交，督办新建陆军时幕僚给事之作。商榷文字，以徐公为首，而合肥段公、正定王公、河间冯公皆在给事之列。”据此看，全面主持编纂工作的是徐世昌，而写作班子由言敦源担任主稿，段祺瑞是主要参与者之一。
《训练操法详晰图说》于同年7月18日完成呈进。全书凡20万言，364目，分装24册，从训和练两方面详细记载了武卫右军训练，攻守，驻扎，步队操法、枪法、阵法、战法，炮队操法、炮法，马队操法、阵法、战法，工程队操法及沟垒说、电雷说、测绘说，并练兵要则、格式、饷章、规则律令及条教等。《训练操法详晰图说》大量抄袭西方国家的军事操典，是“中学为体、西学为用”在军事上具体运用的典型，而且图文并茂，通俗易解，士卒不用太多的文化就能看懂。《训练操法详晰图说》受到了清朝统治者的高度赞赏，并被定为清末编练新军的教科书，从而在北洋建军史上产生了极大的影响。
《德威上将军正定王公行状》中也对这件事做了简略记载：“公乃与段公祺瑞、冯公国璋编纂《新建陆军训练操法详晰图说》及《兵略录存》奏上，政府嘉奖。”《兵略录存》是《新建陆军兵略录存》的简称，是袁世凯主持小站练兵时章制、禁令、训条等内容的汇编，成书于清光绪二十年（1898年）九月，段祺瑞亦参与其中。
督办军学
建立军事学堂，培养新军军官，是袁世凯编练北洋新军的一个重要组成部分。其实，袁世凯在这方面的作用也仅仅是在提倡、创办和维持方面，而长期担任学堂实际主持人的段祺瑞与冯国璋的作用，似乎更值得肯定，尤其是“办理学堂最久，造就人才最众”的段祺瑞，在这方面的功劳应该是最大的。
袁世凯在接掌小站练兵权的第二年，就开办了新建陆军随营武备学堂，分德文、炮科、步科和马科四班，段祺瑞先是任炮兵学堂监督，后又被委以随营武备学堂总办。对段祺瑞等致力学务的功劳以及该学堂在培养新军将领方面的成效，袁世凯在清光绪二十八年（1902年）六月初四日为该学堂在事出力人员请奖的奏折中，予以了充分的肯定：“臣督饬该总办率同监督、教习各员认真训迪，不惮辛勤，学生南北随营，循序程功，寒暑不辍，经迭次考试，类多勇猛精进，实觉月异而岁不同，其毕业诸生，材艺有成者，或拔任营员，或经湖北、山西、陕西各省纷纷咨调，派充教习、营弁。其志期远到者遴选五十余名派赴日本游学，以资深造。近时直隶募练新军，所派将校官弁，亦多取材于此，而随时续送诸生，锐意向学者，尚复实蕃有徒。风气之开，成材之众，有不难试目俟之者。”尤其是段祺瑞亲自担任监督的炮兵学堂，成效更为显著。虽然该班学生入学时的文化程度比德文班学生低些，但在次年春季四个班的汇考中，其成绩不但远比步、马两班优异，而且还超过了德文班。更有甚者，学生中比较著名的如靳云鹏、贾德耀、傅良佐、吴光新、曲同丰、陈文运等，后来都在北洋集团内部和民初政坛上获取了极高的地位与权势，有的膺寄疆甸重任，有的甚至爬上了内阁总理的高位。虽然这些人获取地位与权势的手段不尽相同，就每个人而言，其地位与权势的获得也可作多方面的考察，但他们在炮兵学堂所受的早朝教育，则无一例外地为他们日后的事业起了奠基作用。因此，这些人对时任监督和总办的段祺瑞都特别感激，不但尊奉他为师长，而且还心甘情愿甚或死心塌地地供其驱使，这实际上是对段祺瑞当年所给予他们的训迪和陶熔的一种回报。
袁世凯受任直隶总督、编练北洋常备军初期，首先开办了几个短训性质的学堂，主要有行武将弁学堂、练官营、参谋学堂、测绘学堂等。其中参谋、测绘两学堂隶属军政司参谋处，段祺瑞以参谋处总办兼任该两学堂的总办。这两所学堂存在的时间虽然不长，但培养了张联棻、师景云、熊秉琦、吴新田、杨文恺、陈调元和吴佩孚等著名学生，其办学成效亦不能漠然视之。
这些短期学堂的开办，对编练伊始的北洋常备军的急需用人问题，虽然起到了一定的缓解作用，但袁世凯远未以此为满足。因此，清光绪二十九年（1903年）后，他又在保定和天津开办了北洋速成武备学堂、军械学堂、经理学堂、宪兵学堂及军官学堂等军事学堂，其中以北洋速成武备学堂和军官学堂最为著名。
北洋速成武备学堂开办于清光绪二十九年（1903年），始隶军政司教练处，冯国璋以教练处总办兼任该学堂总办。清光绪三十二年（1906年），冯调任京职，段祺瑞出任该学堂督办。在冯、段两人的先后主持下，北洋速成武备学堂成效昭著，成为继天津武备学堂后又一所大型的军事学堂。前后三期共培养各种军事人才达758人之多，比较著名的学生有王承斌、齐燮元、孙岳、李景林、孙传芳等。冯、段两人因此分别获得三代正一品封典的赏赐和以副都统记名的殊荣。清光绪三十二年（1906年）八月，该学堂改称陆军速成学堂后，不但大大增加了学生的录取人数（每年考收学生1140人），而且，学生来源也从原先的北洋各省扩大到全国。陆军部还规定，以后各省的留学生也必须从这些学生中选派，不得“另自选送，以昭画一”。此外，该学堂还设有留学生预备班，留学生必须在此学习后，经考核合格，才能派遣出国。这就使陆军速成学堂有可能在向全国输送大批军事人才的同时，又培养了一批才学俱优的留学人员，蒋介石、杨杰、张群、王柏龄等都是在该学堂上完预备班后留学日本的。显然，陆军速成学堂在培养军事人才的数量和质量等方面, 较之于它的前身北洋速成武备学堂，都有很大提高，而这主应归功于以学堂督办身分总司实际事务的段祺瑞。段宏纲曾这样回忆段祺瑞在保定督办军学的情形：
伯父时督办北洋陆军各学堂事务，督办公署在保定东关外小金庄附近。当时陆军各学堂林立，最大而人数最多者，为“陆军速成学堂”（后来改称“协和学堂”），保定人一般呼为“东关大学堂”。学堂总办为赵理泰，监督为曲同丰。学生二千余人，分步、骑、炮、工、辎五种兵科。如齐振林、陈调元、陈树藩、王永泉等都是该校毕业生，蒋介石，初名志清，也是该校学生，后赴日本进士官学校。在速成学堂西侧，有军官学堂一所，为当时陆军最高学堂，学员是由各镇、协、标、营（相当于后来之师、旅、团、营）派参谋、营副、连长等带原薪饷前来深造，如师景云、张学颜等均是此校毕业的。此外尚有“陆军军医学堂”、“军械学堂”、“参谋学堂”等。伯父常奔走于各学堂之间，视察军纪，发表讲话，为清廷培育军事人才出过不少气力。
段祺瑞长年致力于学务的作用，不仅表现在为北洋新军培养了一大批的军事人才方面，而且还表现在他在办理各学堂的过程中，积累了丰富的办学经验，从而为以后各军事学校的成功开办打下了基础。尤其需要强调的是，这些军事学堂的教育思想，均以洋务派的“中学为体，西学为用”为方针，除了传授一些外国的军事知识和技术外，特别注重忠、孝、节、义等思想的灌输。由于忠、孝、节、义等伦理规范只有在主从、尊卑、长幼等具体的关系中才能体现出来，这样主从、尊卑等关系就很自然地成了军阀集团得以形成和维系的粘合剂。沃丘仲子总结说：“凡近畿诸军学皆由段氏所创办，段亦能出其所学以饷学者，教训有方，成绩甚著。故北洋之军官强半受教于段氏，为其弟子行，有桃李尽属公门之概。”后来，皖系军事集团之出现，与段祺瑞的这段经历不无关系。
两次会操
清光绪三十一年、三十二年（1905年、1906年）秋，清政府调动数万名新军先后在直隶河间（今河北省河间市）、河南彰德（今河南省安阳市）进行了两次规模巨大的军事演习，即会操。这两次会操展示了晚清军事改革的成就，在中国军事史上具有重要意义。在这两次展示新军风采和作战能力的会操中，段祺瑞都扮演了重要角色。
参加河间会操的均为北洋新军，共两镇四混成协，总兵力为45002人，几占北洋新军的三分之二。这两镇四混成协分为南北两军，南军由第四镇和第四、第九混成协组成，任命王英锴为总统官，陆锦为总参议，官佐目兵夫役共22513名。北军由第三镇和第一、第十一混成协组成，总统官段祺瑞，总参议李世锐，官佐目兵夫役共22489名。
河间会操前，段祺瑞率领第六镇一混成协从南苑出发，沿途自己预行演习。半路上从松林店宿营地出发时，碰巧下起了大雨，队伍无法行走。“段统制不知怎么异想天开，说咱们不如来个科学的方法，令炮队开炮向天空轰一阵，说上面的厚云受了震动，雨就一定可以停止的。命令下来，大家就七手八脚向天空开大炮，当时声震天地，民众皆惊，不知到底什么事。打了半天，哪知雨不但止不住，反而越下越大。段统制非常气恼，拿出他的硬脾气来，说：‘下不下都得走！’”从冯玉祥的这段回忆文字中，我们不仅可以看出段祺瑞固执的一面，也可以看出他天真无邪的一面。
河间会操的时间为清光绪三十一年（1905年）九月二十四日到二十八日，段祺瑞因其出色表现而得到了“成效昭著”的考语，后被提升为福建汀州镇总兵。对袁世凯来说，段祺瑞出任该镇总兵，不啻是砍去了他的一条手臂。为此他当即上奏清政府，提出了段祺瑞暂缓赴任的请求。奏折中说道：“该总兵等韬钤素裕，智勇深沉，上年办理秋操，成效昭著。本年练兵处拟于秋季调集直隶暨鄂豫等省新军，会合大操，尤赖该总兵等身在行间，指挥调度，始可收驾轻就熟之功，一时实难骤易生手。俯准该总兵等暂缓赴任，仍留北洋新军，俾资整理而重戎备，如蒙俞允，即由臣分别咨行遵照。”在袁世凯的请求下，段祺瑞得以留在原任，这可看出袁世凯对他的重视程度。
彰德会操的时间是清光绪三十二年（1906年）九月五日到八日，参加会操的不再是单一的北洋新军，还包括湖北新军和河南新军。南北两军总兵力为两镇两混成协，官佐弁兵夫役共33958人。北洋新军各军组成北军，任命段祺瑞为总统官，陆锦为总参谋官，总兵力为1镇1混成协，共16172人，是由上年未参加河间会操的部队临时拼凑而成的。湖北新军第八镇和河南新军第二十九混成协合编成南军，任命张彪为总统官，黎元洪为第八镇统制官，王汝贤为第二十九混成协统领官，兵力为17786人。
由于北军主要是由袁世凯所督练的北洋各镇所组成，因此，时任会操校阅大臣的袁世凯和铁良对此次操演所作的总评，多有对北军的虚饰之处和溢美之词。但在操演期间，“袁部比张部规模要大，训练和领导方面也比较好”，却是中外观操者较为一致的看法。曾参加了此次会操的冯玉祥在事后的回忆中也说：总评后，段祺瑞与张彪（南军总统官）先后背诵此次会操的总方略和特别方略，段“声音洪亮，非常熟练”，而张则“一句也没背出来，脸红得像被人打了几掌一样，无法下的来台。后来由他的参谋长念一句，他在前面跟着背一句，演了一出双簧，才算完结。”显然，段祺瑞在练兵方面还是颇具真才实学的。他在此次会操中的表现，以及他所统辖的北军在操演中比南军出色的事实，就充分地说明了这一点。此后，段祺瑞更加得到袁世凯的看重了，以至于多次对他加以私恩。
江北提督
清宣统二年（1910年）12月18日，清政府赏段祺瑞侍郎衔，命署江北提督，驻江苏清江浦（今江苏省淮阴市）。对于段祺瑞出任江北提督一事，很多研究者认为是受袁世凯的牵连，即将段祺瑞赶出京畿重地。
清宣统元年（1909年）1月2日，军机大臣、外务部尚书袁世凯以“足疾”为由被摄政王载沣下令开缺本兼职，“回籍养疴”。袁世凯选择河南彰德为他的隐居地，从此不再过问国事。段祺瑞作为袁世凯的忠实部下，又掌握着北洋陆军第六镇，驻防直隶，受到载沣的猜忌，也是情理之中的事。但是，段祺瑞接任江北提督并非如此简单，这还要从江北提督的地位上说起。
江北地区在空间范围上指江苏境内的长江以北地区，亦称苏北。依据清代行政设置，这主要为江宁布政使的管辖范围，包括“江宁、淮安、扬州、徐州四府，海、通二直隶州，海门直隶厅，其下为散州三，县三十”。江北提督是由漕运总督改设的有清一代独一无二的省级军政首脑，“体制若巡抚”。从职权范围上看，江北提督不仅在军事上分担了原先与之相平行的江南提督的权力，同时对安徽、山东两省边界相连江北各州县缉捕重要事件均有处置权，其军事管辖范围已经涉及相连省份。与此同时，江北提督在用人行政上还因“节制江北文武”的规定而对江北地区的官员具有保举与弹劾权。这种权力的实施对象不仅仅局限于其所辖军队的武职员弁，而且还扩大至江北地区的文职官员，已超越了提督的权限。更为重要的是，历任江北提督在主政期间对江北新军、警务、教育以及财政等进行了超越传统政治之外的改革，对江北社会近代化做出了重要贡献，而这些显然不是一般的提督所能做到的。因此可以说，江北提督绝不是一个无足轻重的闲散职位。
任江北提督时的段祺瑞
第一任江北提督是刘永庆，他也是北洋系的人，因劳累过度，死于任上。刘永庆死后，荫昌有个短暂的任期，清光绪三十三年（1907年）王士珍接替荫昌为江北提督。王士珍干了不到两年的时间，他的生母丁太夫人去世，依清制须丁忧三年。于是，由谁来接替王士珍的问题就产生了，起初廷议“以姜桂题继王士珍，以他故不果”，段祺瑞才被任命为江北提督。这里面固然有段、王关系亲厚的因素在内，但主要还应该归结为段祺瑞个人的出色表现。
段祺瑞在江北提督任上都做了些什么事情呢？文献上的记载比较少，因为他只在此任上干了不到一年的时间，即因武昌起义爆发而他调了。王士珍为提督时，“颇能剪除旧习，砥砺廉隅，凡属官有所馈献，皆摒却不受，一时风气所播，上下肃然”。段氏继其后，自然也秉承这一作风，江北官场风气大新。其中虽难免有溢美之词，但结合段祺瑞一生的行事风格来分析，廉洁自矢的性格应该是早就养成的。
在江北的一年时间里，据说段祺瑞还整修了官衙，平日闲暇时，“浏览欧洲政治之历史，研究十九世纪以来列国革新之原因及政法之改进。尝与诸幕僚抵掌而谈，慨然有澄清天下之志”。这倒符合段祺瑞的脾性，他既是留学海外的新式军官，自然会受到欧美文化的浸润。目睹清王朝的腐败黑暗，不满情绪的生长也是很正常的事情，探求如何改进政治当会是他的“必修课”。证之庚子事变后北京议和告成，两宫从西安回銮北京途中，段祺瑞率新军迎驾时的情形，可以看出他的新派作风：
袁世凯统率之武卫右军，系按德式操典训练，持枪背包，军容甚壮，……在此之前各地编练之新军均跪迎、跪送，惟袁氏之部队不下跪，仅吹号、举枪，按军礼迎送。因是遂有人讽刺袁世凯，谓彼所带者为洋鬼子兵。
这犯了当时的大忌，见到皇太后、皇上不下跪，算是重大政治事件。其实，清朝贵族担心的还不是不敬的问题，而是新军官兵的思想问题，后来武昌起义的成功证明了这种担心不是没有道理的。
段祺瑞在赴江北提督任时，还顺道去彰德看望了袁世凯，据说袁世凯还送给了他一首诗：
百年心事总悠悠，壮志当时苦未酬。
野老胸中负兵甲，钓翁眼底小王侯。
思量天下无磐石，叹息神州变缺瓯。
散发天涯从此去，烟蓑雨笠一渔舟。
隐居中的袁世凯还是很有抱负的，他看出了当时形势的险恶。“野老胸中负兵甲，钓翁眼底小王侯”等句，深深地道出了他待时而动的心机，表明了他在彰德隐居的实质。袁世凯的心思肯定对段祺瑞产生了很深的影响，本来段氏就是极为赞赏袁世凯的。段祺瑞在彰德还看到了什么呢？大概就是袁世凯居住的“养寿园”了，以及袁世凯垂钓洹上的散淡态度。袁世凯的女儿袁静雪对“养寿园”有一段回忆文字，引述如下：
我父亲在洹上村的住宅，原是天津某人修造的别墅，洹水流过它的前面。这所别墅原有的房子并不很多，大哥所监工修建的，只是我们家里人所必需居住的一部分房屋，还有很多工程都是在我父亲搬进去以后才陆继完成的。首先在住宅外面修了高大的院墙，院墙周围还修筑了几个炮楼。当时的地方当局，还派两营马队（叫做马一营、马二营）驻在那里护卫着，看起来仿佛是一个寨子似的。在这个“寨子”里，修建了一些“群房”，部分男佣人的家眷就住在里面。此外，还开辟了菜园、瓜园、果木园、桑园等各种园子，也饲养了猪、羊、鸡、鸭之类的家畜家禽，以备全家上下日常食用。我们的住宅有很多的四合院，它们另有一道墙围绕着。他整修了一座花园，取名“养寿园”。他雇人在养寿园里叠石为山，栽种了很多花草和桃、杏、枣等果木树；还把洹水引进园里，开凿了一个大水池，池里种植了一些荷、菱之类，养殖了很多活鱼。
看到袁世凯表面上优哉游哉的生活，段祺瑞的内心做如何感想，我们已无法猜测。但是，他到任江北提督以后，整修官衙，引水入衙，表面上是享受生活，却也不无仿效袁世凯胸中装满天下事的意思，这是不是二人的心有默契呢？
私恩厚重
段祺瑞之所以能够在北洋军事集团内的地位上升很快，除去他个人的天赋与努力之外，更离不开袁世凯的大力提携。袁世凯对段祺瑞，可说是私恩厚重，这里举两件事以资佐证：
第一个事例，是对段祺瑞升任军职的照顾。北洋常备军建立后，王士珍最先担任了第一协的协统。其后，第二协又成立了。当时袁世凯有个新规定，是“用人唯才”，因此新军所有高级将领必须经过考试，成绩最佳的出任高职。第二协成立后，举行了一次考试，考得成绩最高的是冯国璋，因此便由冯出任第二协协统。
这样一来，“北洋三杰”之中，段祺瑞就处于弱势地位了。袁世凯对他们三个人一视同仁，不分轩轾，这是袁的统御术，要他的三个重要干部平衡发展，以便互相牵制，便于控制。到第三个协成立时，袁世凯怕这位成绩不佳的段祺瑞，仍考不上，乃在考试前把试题偷偷告诉了段，这才使段考上了协统。由于这件事使段毕生为之感动，常常对知交说他受袁宫保的私恩太重。
第二个事例，是搭建裙带关系。清光绪二十六年（1900年），段祺瑞的夫人吴氏病故。第二年，袁世凯就将他的表侄女张佩蘅许配给段祺瑞，从此两家就成了亲戚。张佩蘅的女儿段式巽回忆说：
我生母张氏，是袁世凯夫妇一手带大的。有人说是袁世凯的干女儿，但事实上母亲是袁世凯的表侄女。听我母亲讲，袁世凯的亲姑母（即我母亲的祖母）嫁给张姓，生一子，二十多岁就中了翰林，在新疆做官。后来新疆骚乱时被人毒死，留下老母、寡妻及年仅两岁的女儿在新疆。袁世凯闻表弟凶讯，就派人把姑母、表弟媳和表侄女接到身边抚养，当时两岁的表侄女就是我母亲。母亲长成后，正值父亲发妻病故，就由袁世凯作主，把母亲许配给我父亲为续弦。当时我外祖母对这件婚姻不满，认为我父亲是武人，女儿又去当续弦，但袁世凯说，段祺瑞是我看中的，要我外祖母放心，这样，就成就了我父母的婚姻。
而在段祺瑞公馆当差的王楚卿则回忆说，张佩蘅是袁世凯的义女：
张夫人名叫张佩蘅，原籍陕西，大概也是官宦之家，和袁世凯是世交。袁世凯的大太太于夫人只生袁克定一个儿子，没有闺女，就把张佩蘅认作义女，张佩蘅见着袁世凯夫妇，一口一个爸爸、妈妈，非常亲热。段祺瑞断弦以后，便由袁世凯主婚，把张佩蘅嫁给了段祺瑞，从此袁、段二人除了多年的袍泽关系之外，无形中又成了亲戚。
不管张佩蘅是袁世凯的表侄女或义女，反正辈分没有错，袁世凯用这种手段笼络段祺瑞的目的算是达到了。袁世凯用联姻的手段笼络部下，不止这一次。冯国璋的原配夫人去世后，袁世凯便把总统府的女教师周砥介绍给他，完成了另一桩政治上的联姻。至于其他形式的政治婚姻，还有几起，这里不再叙述了。
清宣统元年（1909年），袁世凯被摄政王载沣下令开缺本兼职，“回籍养疴”。袁世凯在回河南彰德前，将花30万元购置的府学胡同私宅送给段祺瑞。私恩厚重，至此已达极点。
与袁世凯对段祺瑞的提拔相似，段祺瑞也在此期间发现了他一生中最重要的幕僚徐树铮，并给予大力培养。徐树铮（1880—1925年），字又铮，号铁珊，自号则林，江苏萧县（今属安徽省）人。自幼聪颖过人，才气横溢。三岁识字，七岁能诗，十三岁中秀才，十七岁补廪生，有“神童”之称。清光绪二十七年（1901年），徐树铮弃文就武，到济南上书山东巡抚袁世凯，陈述经武之道，未得赏识。后被段祺瑞发现，聘为记室（秘书）。清光绪三十一年（1905年），段祺瑞保送他到日本陆军士官学校步兵科就学。学成回国后，先后在江北提督府任参谋，辛亥年又任第一军总参谋等，从此开始了追随段祺瑞的人生历程。
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