雲南以邊僻一隅來對抗袁世凱，在形勢上來說，強弱之勢任人皆知是很懸殊的，癸丑（民國2年）第二次革命，國民黨幾乎奄有半壁山河，和袁一開火，就迅告失敗，所以袁在稱帝前後，確是沒有把雲南看在眼中。
然而，雲南有它有利的條件，在地理因素上，雲南居高屋建瓴之勢，易守而難攻，雲南的軍隊驍勇善戰，並且極能吃苦耐勞，這是雲南用兵的有利之點。
唐繼堯在蔡鍔抵達雲南後召集軍事會議時，曾分析整個戰略形勢，他說：
“雲南東北與川黔桂毗連，出師形勢關係甚鉅。茲就三省地勢言之，貴陽為滇南門戶，辰沅為湖南西門，以雲南為根本，奮師東征，以一支上辰沅經新化取長沙；以一支由辰沅下沅水取常德，長沙取，北向岳州逾洞庭之險以有武昌；常德取，北扼虎渡規荊州以指襄陽。有武昌則長江之消息通，有襄陽則中原之消息通，不出旬月，東南大勢俱屬雲南矣。此上策也！要之雲南之險，不在雲南而在西蜀，以雲南為根本，大舉東上，以一支出敘、滬進渝、夔下宜昌、武漢，以一支出寧遠過成都上泯洮趕秦、隴，如是則以西南而忽據西北，天下視聽必且一新，以為亞夫之兵從天降也。此亦上策也！若夫南寧者，廣西心膂，梧州者，西江上游，由雲南展膂而東，駐師梧州，以一支東下廣州，封城綿遠，田壤沃饒，大海南環，五嶺北阻，北出則可以震動江左，東出則可以進據閩浙，以一支由梧州向桂休逾衡、永、浮湘直下，長岳既得，武漢震驚，此中策也，故據以上所論，我可發展之時機可分為三：
（一）我軍勢力完全達到黔、桂、蜀三省。
（二）我軍由黔、桂、蜀以達武漢，閩、浙、秦、隴。
（三）向閩、浙之兵以取守勢，進秦隴之兵相機威迫袁軍右側，然後以武漢主力大舉北向。
今擬兩策並用，三路出師。 ”
在軍事會議中，有三個重要的課題引起爭論，第一：起義討袁後應該成立一個什麼型式的機構？當時有的主張成立元帥府，有的主張設立軍政府，可是蔡鍔也好，唐繼堯也好，都主張不要包辦討袁，應該示天下以公，於是決定把袁世凱所派的地方官制“將軍”和“巡按使”合併，恢復都督府，召集省議會。第二：起義討袁後，義軍應如何稱呼？當時有的主張稱討賊軍，有的主張稱定亂軍，最後決定用李梓暢所建議的護國軍。護國的含義是維護中華民國國體。第三：護國軍政府的都督應由誰擔任？唐繼堯推蔡鍔，蔡鍔推唐繼堯。在唐來說，蔡是他的學長（蔡是日本士官三期，唐是日本士官六期），又比他長一歲，蔡且一直是唐的長官，唐回任滇督也出於蔡的推薦，蔡在國內外都有大名足資號召，所以誠心誠意地推薦蔡出任都督；可是蔡推唐也有理由，護國興師舉義全賴雲南，唐是雲南人，蔡自己是湖南人，主客之勢已成，自己不能喧賓奪主，何況唐督滇已有三年，在雲南已有基礎，所以也是誠記誠意地推讓唐為都督。兩位賢者的謙讓，成為民國初年政治史上的佳話。最後，蔡以嚴肅的口吻說：“我們這次舉義，最要緊的是要贏得全國各方的同情，以求得多助。蓂賡（唐繼堯號）身為地方大吏，如果率軍出征，很容易引起鄰省認為是假名侵略之嫌，過去滇軍擾川已有猜疑，今若不避嫌，更容易被袁世凱挑撥，中其反間，所以統軍出征應由我和協和（李烈鈞號）。至於坐鎮後方，領導軍政府重責蓂賡萬萬不可謙讓。”蔡鍔的這番話非常感動人，他自己也淚隨言下。於是與會人士一致鼓掌贊成。
這一次會議，在一張長條桌前，唐和蔡是並坐主席位子，唐為了尊禮蔡，他的位子一直側一半，以示不與蔡並肩。會議中決定唐繼堯為雲南護國軍政府都督，護國軍成立三個軍，蔡鍔為第一軍總司令出四川；李烈鈞為第二軍總司令出廣西；
唐繼堯兼第三軍總司令出武漢。
唐繼堯鄭重地向與會人士表示三點意見：（一）關於軍制軍令，凡涉總攬之事，只以雲南軍督府名義行之。 （二）蔡、李兩將軍均聘任，來往文書用諮函。 （三）對外文告，由唐、蔡、李三人共同署名。因此，後來護國軍發出的通電檄文都是唐繼堯、蔡鍔、李烈鈞等共同列名。三位元戎往來的文電均係平等語氣，軍總司令雖隸屬於軍政府，可是組織大綱上並無統屬之規定。
雲南護國都督府和護國將佐名單如下：
職別姓名別號籍貫黨籍備註
軍都督唐繼堯蓂賡雲南會澤同盟會
左參贊轉任統兵官戴戡循若貴州進步黨
右參贊任可澄志清貴州進步黨
政務廳廳長陳廷策稚蘇貴州進步黨
財政廳廳長籍忠寅亮儕山東進步黨
參謀廳廳長張子貞青圃雲南國民黨
軍務廳廳長庚恩暘澤圃雲南墨江國民黨
秘書廳廳長由龍雲夔舉雲南姚安國民黨
第一軍總司令蔡鍔松坡湖南邵陽國民黨
總參謀長羅佩金蓉軒雲南澂江同盟會
第一梯團長劉云峰曉嵐山東國民黨
第一支隊長鄧泰中和卿雲南同盟會
第二支隊長楊蓁映波雲南國民黨
第二梯團長趙又新鳳喈雲南順寧國民黨
第三支隊長董鴻勛幹丞雲南國民黨
第四支隊長何海清鏡寰湖南無黨籍
第三梯團長顧品珍小齋雲南昆明國民黨
第五支隊長祿國藩介卿雲南同盟會
職別姓名別號籍貫黨籍備註
第六支隊長朱德玉階四川原國民黨後共產黨
第四梯團長戴戡循若貴州進步黨後改為右翼總司令
第七支隊長熊其勳克臣貴州無黨籍
第八支隊長王文華電輪貴州國民黨
第二軍總司令李烈鈞協和江西武寧同盟會
第一梯團長張開儒藻林雲南文山同盟會
第一支隊長錢開甲鼎三雲南未詳
第二支隊長盛榮超湖南未詳
第二梯團長方聲濤韻松福建同盟會
第三支隊長黃永社未詳同盟會
第四支隊長馬為麟子祥山西未詳
第三梯團長何國鈞幹臣雲南宜良同盟會
第五支隊長林開武未詳
第六支隊長王錫吉未詳兼
第三軍總司令唐繼堯蓂賡雲南會澤同盟會
第一梯團長趙鍾奇毓衡雲南鳳儀同盟會
第一支隊長華封歌詠三雲南呈貢未詳
職別姓名別號籍貫黨籍備註
第二支隊長李植生雲南同盟會
第二梯團長韓鳳樓五峰河南未詳
第三支隊長吳傳聲歲鸞貴州
第四支隊長彭文治公武云南未詳
第三梯團長黃毓成斐章云南同盟會後改挺進軍司令
第五支隊長楊杰耿光雲南大理國民黨後改縱隊司令
第六支隊長葉成林雲南未詳後改縱隊司令
第四梯團長劉祖武繼之雲南文山同盟會
第七支隊長楊體震云南未詳
第八支隊長李友勳麟書四川國民黨
第五梯團長庚恩暘澤圃雲南墨江同盟會
第九支隊長唐繼虞夔賡雲南會澤國民黨
第十支隊長趙世銘鼎臣雲南未詳
第六梯團長葉荃湘石雲南同盟會
第十一支隊長馬驄伯安云南未詳
第十二支隊長鄧塤小池雲南無黨籍
挺進軍總司令黃毓成斐章云南同盟會
第一縱隊司令楊杰耿光雲南大理國民黨
第二縱隊司令葉成林雲南未詳
注：一梯團約合一旅，一支隊約合一團。
洪憲帝制以前，雲南軍隊因袁世凱實行削弱南方兵力計劃，極力縮減雲南軍費。早在民國3年的雲南軍費是32萬餘元，民國4年就減為24萬餘元，減少了四分之一，由於軍費減少，自然不能多編部隊，所以當時現役兵只有陸軍兩師和一個混成旅，一隊憲兵和十餘個獨立步兵連，一個獨立步兵營，93個警衛隊而已。雲南舉義討袁，出師計劃中，第一軍要編三個梯團出四川。第二軍編兩個梯團出廣西入廣東。第三軍編一個梯團及先遣一縱隊出貴州會師湖南，別一支隊扎武定，遠圖成都，另編挺進一軍由貴州直趨辰、沅、常德，出沒武漢、荊、襄。這一來，雲南的精銳現役部隊大部分都已抽調。無論前方後方都需要大量補充，唐繼堯及委蒙自道尹兼護國軍第二軍參謀長何國鈞為義勇軍司令官，募集義勇4000餘人，派馬文促為游擊統領，黃文忠為游擊隊統帶，並在昆明設立徵兵事務所，增編新軍20團（原有八團），警衛團四團（原有二團），騎兵、砲兵各一團。
新編各團團長是：
祿國藩為第九團長、朱德為十團長、盛榮超為十一團長、楊體震為十二團長、李修家兼十三團長、黃永社為十四團長、李植生為十五團長、劉法坤兼十六團長、馬為麟為十七團長、馬驄為十八團長、繆嘉壽為十九團長、馬軫為二十團長、馬梁為二十一團長、鄧塤為二十二團長、林桂清為二十三團長、徐振海為二十四團長、方聲濤兼二十五團長、錢開甲為二十六團長、段廷佐為二十七團長、周宗濂為二十八團長、陳維庚為警衛第二團長、葉荃兼領警衛第四團長、廖鼎高為騎兵團長、李朝陽為炮團長。各團先後成立，日夜勤加訓練，厲兵秣馬，準備出征，較起義前的兵力增多了二倍。
軍隊擴充了，還有餉械問題，雲南本是靠協餉的省份，現在軍費既要自己負擔，又要擴充軍隊，因此籌餉購械是一個重要工作，籌餉辦法如下：
（一）向各機關提借存款，計鐵路局十五萬元，水利局十四萬元，墾殖局二萬餘元，電報局一萬元，造幣廠五萬元，制革廠三萬元，織絨廠十五萬元，商號借款五萬餘元，救國儲金五千餘元，借用河口商款十二萬餘元。共計七十二萬餘元。
（二）裁併閒冗機關，停辦中學以上學校，將所有款項移助軍費，計月共三萬餘元。
（三）舉義前中央由鹽款月撥協款十二萬五千元，舉義後商準稽核分所盡數截留，自四年三月起至十一月底止，共收銀一百六十七萬餘元。月有長短，以九個月計，每月合十八萬餘元。
（四）設立籌餉局勸導各縣殷實紳民，捐資濟餉，規定額數，大縣萬五千元以上，中縣萬元以上，小縣五千元以上，計全省大縣十三縣，合十九萬五千元。中縣二十四縣，合二十四萬元。小縣五十九縣，合二十九萬五千元。共計全省額定七十三萬。綜計收穫實數二十九萬六千餘元。又由省會勸捐，共收穫銀四萬零二百餘元。未收銀三萬一千餘元。又各厘局行政委員分治員，亦勸捐報繳，共收穫銀一萬五千餘元。以上總共收穫三十五萬一千餘元。
（五）派古道、趙伸、呂志伊、龔振鵬、寸如東、郿煜煌、張南生等，前往南洋一帶及香港、越南、緬甸各處勸募華僑捐助軍餉計各地華僑先後匯到香港富記共收穫銀十萬六千餘元，上海共收穫銀一萬元，軍需局共收穫銀一萬二千餘元。三處共收穫實數一十二萬八千餘元。
（六）將雲南中國銀行銀幣二百萬元，分發第一軍攜入四川一百萬元，第二軍八萬元，第三軍第一梯團二萬元，挺進軍十萬元。由各總司令負責，均作軍用紙幣；其餘八十萬元，均作本省軍餉，陸續支發完畢。
（七）頒布護國公債條例，發行護國公債一千萬元。後因故停止發行。
軍械方面除了督促兵工廠日夜加工趕造子彈外，並向法國買了一萬四千枝步槍。
唐、蔡、李三位起義領袖並發出兩通電報給華僑，請求捐餉助義，兩電如下：
第一電：
華僑公鑑：比年以來，國內盜賊滿地，萑符遍野，水旱災害，環起迭生，為之元首者，宜如何恐懼修省，奠定民生，而乃醉心帝位，汲汲不遑，揮霍金錢，濫施名器，牢籠要結，無所不為，而於國計民生曾未嘗畫一長策，展一良圖，此尚可謂有人心者耶？繼堯等因是義憤風雲，志除國賊，但有進死，更無退生。現已簡料雲南常備各旅團，合黔省各團營，編制為護國第一、二兩軍，次第出發，由鍔、烈鈞分將之。擬長驅西北，會師武漢，直搗幽燕。繼堯坐鎮滇南，可澄、戡贊助一切，籌運餉需，以為後盾。惟是義師既起，需餉浩繁。滇、黔瘠區，庫儲無幾。民生困敝之秋，復不忍再加負擔，重累吾民。素仰我海外父老昆弟，眷懷祖國，高義薄雲，是以率同滇、黔全體士民，南面頂禮，電乞援助。子文之毀家紓難，詎讓昔人。卜式之輸財助邊，定多來者。如蒙解囊相助，或隨時徑匯滇垣經收，或匯集滬、港，候派員領解。倘得源濟無缺，士飽馬騰，拯同胞於陷溺之中，复共和於危亡之際，則貴埠義聲，爍古今震中外矣。專此佈懇，敬請矜鑑！唐繼堯、蔡鍔、李烈鈞等率雲南全省士民公叩。印。
第二電：
華僑同胞公鑑：前電計蒙鑑察。繼堯等既經宣布反抗帝制，擁護共和，袁氏頑強，空言無效，不能不以實力解決。現已編制護國第一、二兩軍，次第出發，分道湘、蜀，直搗幽燕，破釜沉舟，誓達目的。惟是餉需浩繁，羅掘無計。夙仰我海外諸父老昆弟，眷懷祖國，高義薄雲，謹率滇黔全體士民南望頂禮，啟賜援助。或解囊以充軍實，或選械以濟急需。如蒙惠許，即乞隨時徑匯滇政府照收。或匯集港、滬知照，派員領取。異日共和重建，民國維新，則貴埠義聲，爍古今震中外矣。唐繼堯、蔡鍔、李烈鈞同叩。印。