段祺瑞只是要緩解危局，真正落井下石的是沒能在“二十一條”中得償所願的日本人。 3月中旬，駐日公使傳來消息，說日本首相正在與大臣、元老們舉行御前會議，計劃以保護東亞為由，乘機出兵中國。聽到這個消息後，袁世凱當晚就病倒了。
袁世凱的身體本來很好，載灃說他“現患足疾”，不過是要讓他滾蛋的藉口。二次出山後，袁世凱的健康和精神狀況不是好，而是好得很，辦公會客從無倦容，但自此之後，他開始憂危成疾、神情恍惚。
在內外交困、走投無路的情況下，袁世凱只好請原國務卿徐世昌出面幫忙收場。徐世昌系北洋元老，小站練兵時代即為袁世凱的高級幕僚和好友，他對帝制也不贊成，早在袁世凱開始醞釀復辟帝制時，就已藉故辭職，跑到天津躲了起來。
對袁世凱要他救駕的請求，徐世昌再三推辭，急得袁世凱最後差點要跪下來了：“這時候老朋友都不幫忙，誰來幫忙？”
徐世昌無話可說，但要求必須取消帝制，並去函勸說袁世凱：“及今尚可轉圜，失此將無餘地。”
按照眼下的形勢，帝制是無論如何撐不下去了，袁世凱滿口答應，並立即派人赴天津將徐世昌接進北京。徐世昌到京後與袁世凱就取消帝制問題做了一番長談，直言：“此事關係重大，須約芝泉共同商辦，才有力量。”
袁世凱當然清楚段祺瑞的分量，但對能否請動段祺瑞卻毫無把握。他長嘆一聲對徐世昌說：“芝泉一直生我的氣，不見得能幫忙啊！”
“芝泉為人耿直，我看他是只反帝制，不反總統。”徐世昌知道問題的要害在哪裡，“如取消帝制，芝泉會答應的。都是自家人，幾十年的關係了，他不會太在意的。”
袁世凱聽了長嘆一聲：“芝泉能出山，那最好了！”
按照袁世凱的交代，他的夫人於氏給段公館的張佩蘅打電話，對她說：“總統病了，急著想見一見芝泉，你先幫助疏通，很快總統就會有新的任命。”與此同時，袁世凱又讓徐世昌出面，向段祺瑞轉達了他要取消帝制的計劃。
袁世凱既已如此，段祺瑞自然不能再置之不理。 3月19日，他和徐世昌一同來到袁府，袁世凱大為高興，立即從病榻上坐起來，握著段祺瑞的手說：“我老且病，悔不聽你言，致有今日糾紛，若取消帝制，還需要你幫助。”
聽袁世凱說得這樣誠懇，段祺瑞頗為動情地表示：“當竭力相助！不過請容我與東海（徐世昌的號）再認真商量一下。”
當天晚上，袁世凱收到一份密報。這就是由馮國璋領銜其他四名將軍所發的“五將軍密電”，內容是要求袁世凱“迅速取消帝制，以安人心”。馮國璋將密電遍發給全國各省的將軍，希望以此製造出更大的聲勢。直隸將軍朱家寶也收到一份，於是趕緊向袁世凱報告。
一手培植並賴以發家的北洋系居然也要算計自己了！看完密報，袁世凱兩眼發呆，幾乎暈了過去。
此情此景，與當年段祺瑞領銜發出逼宮通電何其相似！不同的只是相逼之人和被逼之人不同而已。袁世凱實在難以接受這一現實，他對坐在身邊的人說：“我昨天晚上夢見一顆巨星落地，這是我生平第二次做這樣的夢了。第一次做夢後，未滿一個月，'文忠公'（李鴻章的諡號）去世，這次大約輪到我了。”
3月21日，袁世凱召集在京要員在懷仁堂舉行聯席會議，當天會議的氣氛也神似於清廷商討退位的御前會議。在袁世凱宣布取消帝制後，眾人傳閱討論了他事先擬好的電令，結果是一致通過。
會後，袁世凱又忽生悔意，派人將已送出派發的電稿取回。段祺瑞聞訊急忙會同徐世昌趕到中南海，問袁世凱是否要改變主意。袁世凱知道不發不行，只好臨時給自己找了個台階，說：“昨天送去後，我覺得有幾個字不太恰當，叫人取回來改。”
3月22日，袁世凱宣布取消帝制，恢復大總統名義。從他宣布稱帝，才一百天出點頭，若從年號開始算，那就更少了，僅僅八十多天而已，堪稱短命皇帝。
取消帝制後，袁世凱分別任命段祺瑞、徐世昌為參謀總長、國務卿。二人加上同樣對帝制持反對態度的副總統黎元洪，聯名致電負責南方護國軍的蔡鍔等人，聲明帝制取消，西南起兵的目的已經達到，希望他們停戰善後。
可是外界輿論並不肯就此放過袁世凱，無論西南獨立各省，還是尚未獨立的省份，都認為他的稱帝之舉有負民國，帝制取消後，連總統也不能當，應該馬上退位。後來南方護國軍甚至提出了更為苛刻，也更令袁世凱無法接受的條件，其中不僅要求將袁世凱逐出國外，還包括了“處決帝制禍首十三人”、“查抄袁氏及帝制禍首十三人的財產”以及“剝奪袁氏子孫三世的公民權”。
負責交涉的徐世昌雖然資格老、地位高，但他對北洋系和南方的反袁運動實際沒有多少影響力，蔡鍔等人提出的要求讓他左右為難，於是申請辭去國務卿。袁世凱知道他無能為力，也不再勉強，轉而決定讓段祺瑞代替徐世昌。