其后随李鸿章周游德国、荷兰、比利时、法国、英国、美国。1904年，为北洋常备军第二镇第三协第五标第二营管带。1909年（宣统元年），升任陆军第四镇第7协第14标标统，跟随陆军第四镇统制吴凤岭，赴小站练兵。1911年（宣统3年）武昌起义爆发后，升任陆军第四镇第7协协统。中华民国成立后，随着军队改组，李厚基任陆军第4师第7旅旅长，驻马厂。1913年（民国2年）7月二次革命期间，率部赴上海，在吴淞地区作战。二次革命被镇圧后，任吴淞要塞司令。1913年11月，李厚基率部入福建省，12月被任命为福建镇守使