张之洞重任湖广总督，吴殿英被任命为都司衔监操官，负责组织训练湖北护军（湖北新军的前身）。为此，吴殿英还专门到日本考察了半年。在他的努力下，湖北新军在各方面都超过了旧式军队。他还参与创办湖北武备学堂。吴殿英还多次派学生到日本学习军事，其中就有黄兴。到辛亥革命前期，湖北新军共15000人，其中加入革命组织的就有2000多人，受革命组织影响的有4000多人，站在清廷方面的不到1000人。1907年，慈禧太后曾对端方说：“造就人才的是湖北，我所虑也在湖北。”1907年2月，清廷以“狂悖无法”为由将吴殿英撤职