归国，写成《留日考察军政报告书》二十四章，唿吁朝廷效仿日本进行军事改革，该报告书上呈朝廷，获得朝廷嘉奖，升为守备加游击衔。时值直隶提督聂士成创办开平武备学堂，裴其勋获聘为监学。（一说1900年归国，任直隶武备学堂监督。）光绪二十七年（1901年），山东巡抚袁世凯为了训练新军，任命裴其勋为山东督操营务处提调。新军训练方法多由裴其勋制定。后来，裴其勋历任武卫右军先锋营后路前营帮带、中路炮营管带，后升任都司。光绪三十一年（1905年），江西巡抚胡廷干奏调裴其勋创办新军，裴其勋历任江西督练处参议、江西陆军步队第