小站的袁世凯的新建陆军，成为工程营队官。1902年（光绪28年），任北洋常备军步兵队第7营管带。翌年，升任步兵队第1标统带。1904年（光绪30年），袁世凯、铁良编制北洋陆军6个镇，王占元升任陆军第二镇步兵队第3协统领。此后，他逐步昇进，1911年（宣统3年）4月获授陆军协都统位。同年10月，武昌起义爆发，王占元的第3协被编入第1军，在冯国璋的指挥下参与镇压革命军。11月末，王占元部和李纯部合力从革命军手中夺回汉阳。因立下军功，王占元升任陆军第二镇统制，获授副都统衔。
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