不在日本期间，中国同盟会组织涣散，何天炯与吴玉章等人团结各省的会员，以开展工作。何天炯是1905年至1911年中国同盟会东京本部存续期间，唯一在本部任职并坚守的重要干部。1911年，何天炯到香港和黄兴等人策划广州黄花岗起义，何天炯负责运输联络工作。中华民国成立后，孙中山任大总统时，何天炯任大总统府秘书。后来被孙中山派任驻日全权代表。民国2年（1913年），孙中山与黄兴在组建中华革命党的问题上发生严重分歧，何天炯从中调停统一了意见。袁世凯称帝时，何天炯同朱执信等人秘密商议讨袁，事泄后逃亡海外。孙中山出任非