段祺瑞只是要缓解危局，真正落井下石的是没能在“二十一条”中得偿所愿的日本人。3月中旬，驻日公使传来消息，说日本首相正在与大臣、元老们举行御前会议，计划以保护东亚为由，乘机出兵中国。听到这个消息后，袁世凯当晚就病倒了。
袁世凯的身体本来很好，载沣说他“现患足疾”，不过是要让他滚蛋的借口。二次出山后，袁世凯的健康和精神状况不是好，而是好得很，办公会客从无倦容，但自此之后，他开始忧危成疾、神情恍惚。
在内外交困、走投无路的情况下，袁世凯只好请原国务卿徐世昌出面帮忙收场。徐世昌系北洋元老，小站练兵时代即为袁世凯的高级幕僚和好友，他对帝制也不赞成，早在袁世凯开始酝酿复辟帝制时，就已借故辞职，跑到天津躲了起来。
对袁世凯要他救驾的请求，徐世昌再三推辞，急得袁世凯最后差点要跪下来了：“这时候老朋友都不帮忙，谁来帮忙？”
徐世昌无话可说，但要求必须取消帝制，并去函劝说袁世凯：“及今尚可转圜，失此将无余地。”
按照眼下的形势，帝制是无论如何撑不下去了，袁世凯满口答应，并立即派人赴天津将徐世昌接进北京。徐世昌到京后与袁世凯就取消帝制问题做了一番长谈，直言：“此事关系重大，须约芝泉共同商办，才有力量。”
袁世凯当然清楚段祺瑞的分量，但对能否请动段祺瑞却毫无把握。他长叹一声对徐世昌说：“芝泉一直生我的气，不见得能帮忙啊！”
“芝泉为人耿直，我看他是只反帝制，不反总统。”徐世昌知道问题的要害在哪里，“如取消帝制，芝泉会答应的。都是自家人，几十年的关系了，他不会太在意的。”
袁世凯听了长叹一声：“芝泉能出山，那最好了！”
按照袁世凯的交代，他的夫人于氏给段公馆的张佩蘅打电话，对她说：“总统病了，急着想见一见芝泉，你先帮助疏通，很快总统就会有新的任命。”与此同时，袁世凯又让徐世昌出面，向段祺瑞转达了他要取消帝制的计划。
袁世凯既已如此，段祺瑞自然不能再置之不理。3月19日，他和徐世昌一同来到袁府，袁世凯大为高兴，立即从病榻上坐起来，握着段祺瑞的手说：“我老且病，悔不听你言，致有今日纠纷，若取消帝制，还需要你帮助。”
听袁世凯说得这样诚恳，段祺瑞颇为动情地表示：“当竭力相助！不过请容我与东海（徐世昌的号）再认真商量一下。”
当天晚上，袁世凯收到一份密报。这就是由冯国璋领衔其他四名将军所发的“五将军密电”，内容是要求袁世凯“迅速取消帝制，以安人心”。冯国璋将密电遍发给全国各省的将军，希望以此制造出更大的声势。直隶将军朱家宝也收到一份，于是赶紧向袁世凯报告。
一手培植并赖以发家的北洋系居然也要算计自己了！看完密报，袁世凯两眼发呆，几乎晕了过去。
此情此景，与当年段祺瑞领衔发出逼宫通电何其相似！不同的只是相逼之人和被逼之人不同而已。袁世凯实在难以接受这一现实，他对坐在身边的人说：“我昨天晚上梦见一颗巨星落地，这是我生平第二次做这样的梦了。第一次做梦后，未满一个月，‘文忠公’（李鸿章的谥号）去世，这次大约轮到我了。”
3月21日，袁世凯召集在京要员在怀仁堂举行联席会议，当天会议的气氛也神似于清廷商讨退位的御前会议。在袁世凯宣布取消帝制后，众人传阅讨论了他事先拟好的电令，结果是一致通过。
会后，袁世凯又忽生悔意，派人将已送出派发的电稿取回。段祺瑞闻讯急忙会同徐世昌赶到中南海，问袁世凯是否要改变主意。袁世凯知道不发不行，只好临时给自己找了个台阶，说：“昨天送去后，我觉得有几个字不太恰当，叫人取回来改。”
3月22日，袁世凯宣布取消帝制，恢复大总统名义。从他宣布称帝，才一百天出点头，若从年号开始算，那就更少了，仅仅八十多天而已，堪称短命皇帝。
取消帝制后，袁世凯分别任命段祺瑞、徐世昌为参谋总长、国务卿。二人加上同样对帝制持反对态度的副总统黎元洪，联名致电负责南方护国军的蔡锷等人，声明帝制取消，西南起兵的目的已经达到，希望他们停战善后。
可是外界舆论并不肯就此放过袁世凯，无论西南独立各省，还是尚未独立的省份，都认为他的称帝之举有负民国，帝制取消后，连总统也不能当，应该马上退位。后来南方护国军甚至提出了更为苛刻，也更令袁世凯无法接受的条件，其中不仅要求将袁世凯逐出国外，还包括了“处决帝制祸首十三人”、“查抄袁氏及帝制祸首十三人的财产”以及“剥夺袁氏子孙三世的公民权”。
负责交涉的徐世昌虽然资格老、地位高，但他对北洋系和南方的反袁运动实际没有多少影响力，蔡锷等人提出的要求让他左右为难，于是申请辞去国务卿。袁世凯知道他无能为力，也不再勉强，转而决定让段祺瑞代替徐世昌。