告独立后，唐继尧、蔡锷等人请李曰垓出任民政长，李曰垓则要求从军。护国军总司令部成立后，蔡锷任护国军总司令兼第一军军长，李曰垓任秘书长，随军赴四川作战。1917年，唐继尧任滇川黔靖国军总司令，李曰垓任参赞，随军入四川。
离开云南.蔡锷因喉疾而赴日本治疗后，李曰垓同唐继尧因政见不合而决裂，李曰垓流亡香港、上海、苏州，共六、七年。其间，李曰垓曾在苏州同章太炎研究国学。1919年，李曰垓作为广州护法军政府代表，同北京政府议和，但因段祺瑞阻挠，议和未果。1923年，孙中山在广州组织大元帅