光绪廿四年十一月（1898年）末，袁大化回涡阳省亲时遇到刘朝栋起义。袁大化为负责镇压的徐州总兵刘青熙出谋划策。光绪廿五年（1899年），袁大化随派任两广总督的李鸿章到广东。光绪廿六年（1900年），袁大化被李鸿章派暂署清河道，负责镇压义和团。签订《辛丑条约》以后，袁大化任东边道，歼灭俄国暗中支持的辽阳土匪林七、田立本等。宣统三年（1911 年），袁大化任甘肃新疆巡抚。辛亥革命期间，新疆的革命党人刘先俊等人在迪化起义，被袁大化捕杀。1911 年11月19日伊犁独立，杀清朝的伊犁将军志锐，拥广福为新伊大