抚端方得知后，责令从严惩办，纪鉅维当即暗示田桐离校避难。田桐遂于1904年赴日本，入弘文学院。
东渡日本.在日本留学期间，田桐结识黄兴、陈天华等人，并和宋教仁、刘公、白逾桓等人创办《二十世纪支那》，宣传革命。1905年，田桐迎孙中山于东京，参与发起成立中国同盟会，并任中国同盟会东京总部执行部书记兼评议部评议员。他以“恨海”为笔名，在中国同盟会机关报《民报》上撰文鼓吹革命。他还编辑出版《亡国惨记》一书，不到一年便销售3万册。1905年11月，日本文部省颁布《取缔清国留日学生规则》