2月18日加侍郎衔，外放任江北提督，驻江苏淮安清江浦，负责本地治安。1911年武昌起义爆发后，清朝政府重新启用袁世凯，袁世凯将段祺瑞召回北京，10月25日段升任清军第二军军统；第二军随后开拔南下与第一军（军统冯国璋）一同清剿革命党，清廷增封段祺瑞为湖广总督。由于袁世凯与革命党间持续进行谈判，南下清军并未尽全力扫除武汉当地之敌；待11月13日袁世凯担任内阁总理大臣取得职权后，段祺瑞除湖广总督之位外会办抚剿事宜；由于冯国璋攻克武汉三镇进度过顺，11月28日袁世凯任命段祺瑞调任第一军军统，第二军军统换由冯国璋