1902年11月，蔡锷又考入东京陆军士官学校。他思想活跃，成绩突出，与同学蒋方震、张孝准，同被称为“中国士官三杰”。当时，他虽然热切地希望变中国为世界第一等强国，但是还没有确立以暴力推翻清王朝的革命思想，仍然抱着从改革军事入手，帮助清廷革除弊政，借以实现富国强兵的理想。

发动起义

1904年毕业回国，先后在湖南、广西、云南等省教练新军。

1904年初，蔡锷从日本士官学校毕业归国。先后应聘任江西随军学堂监督、湖南教练处帮办、广西新军总参谋官兼总教练官、广西测绘学堂堂长、广西陆军小学堂总办、广西陆军讲武堂总办等职。年轻英俊的蔡锷，脚穿长统靴，腰挎指挥刀，每天扬鞭跃马，威风凛凛，指挥练兵。他讲解精辟，技艺娴熟，要求严格，深受官兵敬佩，被赞誉为“人中吕布，马中赤兔”。不久，云贵总督李经羲聘请他到云南担任军职。

当时，云南和全国一样，民族矛盾和阶级矛盾都十分尖锐，以推翻清王朝为宗旨的民主革命运动正在酝酿之中。大批同盟会会员和从日本回国的思想激进的青年军官，分布在云南陆军讲武堂和新军第19镇中。他们活动频繁，积极策划和组织反清革命斗争。蔡锷虽未参加同盟会，却受到日益高涨的革命形势的影响，暗中与同盟会保持联系，对革命党的活动给予同情和协助。他向同盟会员保证：一旦发生革命，一定给予蔡锷生平“绝对同情支持。”

1915年袁世凯称帝，他由北京潜回云南，与唐继尧等人于12月25日宣布云南独立，组织护**，发动护国战争。蔡锷任护**第一军总司令，唐继尧为云南军政府都督，组成护**三个军，分别从四川，湘西和广西三个方向出师讨袁。蔡锷为第一军总司令，率4个梯团(旅)约8000人入川，拟对川边敌军突然袭击，出奇制胜，夺占叙州(今宜宾)、泸州诸要地，再北攻成都、东取重庆，尔后挥师东下，会师武汉。

四川战役

1916年春率部在四川纳溪、泸州一带击败优势袁军，迫袁取消帝制。袁死后蔡任四川督军兼高官。

蔡锷组织指挥的四川战役，是护**在大洲驿休整数日，士气复振，蔡锷决定对敌反攻。这次反攻，无论是在制定计划，组织协同，还是实施指挥诸方面，都有条不紊，果断坚决，在整个护国战争中，堪称精彩的一幕。3月16日，蔡锷令右翼赵又新梯团自白节滩经双合场进攻纳溪侧背，为主攻；中路顾品珍梯团一部由渠坝驿沿叙永河向纳溪正面佯攻，朱德，张煦两支队从侧翼向兰田坝迂回前进，阻击泸州援纳之敌，刘存厚师进攻牛滚场，威胁江安守敌，掩护主力攻纳。17日，几路部队同时向敌发起进攻，连战皆捷，朱德一路甚至挺进到距泸州仅几公里的地方。敌人退到纳溪外围组织环形防御。蔡锷见各路进展缓慢，恐合江之敌抄袭后路，遂于24日令各路军队撤出战斗，退回出发地。经此一战，敌主力“第七师将校伤亡殆尽，士兵损失过半，已无再战能力。”

护**以弱于敌人的兵力，在饷弹两缺，后方接济时断的情况下，与号称精锐的北洋军奋战数月，虽没有夺占泸州，却牵制住了敌军主力，阻止了敌军的推进，有力地配合了其它方向军队的行动，推动了全国反帝制运动的发展壮大。1916年3月22日，袁世凯被迫宣布取消帝制。泸州前线总司令张敬尧，见胜利无望，也在1916年3月31日与蔡锷达成停战协议。

逝世

岳麓山蔡锷墓袁世凯死后，黎元洪继任为民国大总统，1916年7月6日任命蔡锷为四川督军兼高官。但是，这时蔡锷的病情恶化，他草草处理了川省善后事宜，即于9月东渡日本治喉癌。1916年11月8日上午，终因医治无效，病逝于日本福冈，年仅34岁。蔡锷在遗嘱中写道：“我统率滇之护**第一军在川战阵亡及出力人员，恳饬罗佩金等核实呈请恤奖，以昭公允；锷以短命，未能尽力为民国，应为薄葬。”

1917年4月12日，蔡锷魂归故里，北洋政府在长沙岳麓山为他举行国葬，蔡锷也成为民国历史上的“国葬第一人”。

家族成员

原配夫人：刘新英，后蔡锷将其名改为刘侠贞(有段典故，她是妹替姐嫁)，生长女蔡菊莲；

二夫人：潘惠英，她接受过西式高等教育，生二子一女：长子蔡端(族谱名蔡泽琨)，次子蔡永宁(族谱名蔡泽珂)，女蔡淑莲；潘夫人二十几岁便守寡，直到终老，后以教书为生。

母亲：王太夫人，名再秀，约1862年生。邵阳县谷洲乡(今谷洲镇)式南村桐梓坪人。生三男二女，男名蔡锷、蔡垣、蔡墀，女名任闺、云娥。

父亲：蔡正陵，邵阳县蒋河桥(今属邵阳市大祥区蔡锷乡蔡锷村)人，后迁洞口山门(原属武冈)。

长孙：蔡协。