25日，不满袁世凯称帝，于是与蔡锷联合宣佈云南独立，并发起护国战争，自任中华民国护国军总司令，任蔡锷为第一军司令官、李烈钧为第二军司令官。该行动，被视为中华帝国失败主因。护国战争结束后，任云南督军兼省长。1917年他与孙中山修好，并支持孙中山发动的护法运动，1918年被推为护法军总裁之一，并任滇川黔鄂豫陕湘闽八省靖国联军总司令。1921年2月9日，驻川靖国滇军第一军军长顾品珍返回昆明，唐被驱逐。3月份孙中山、唐绍仪、伍廷芳三广州军政府总裁联名电请「唐蓂帅到广州共商大计」，邀请唐出任广州军政府第四位总