宣统二年（1910年），第三镇对东北地方土匪进行清剿，吴佩孚与张作霖部队偕同击溃金寿山所集结的胡匪部队。宣统三年（1911年）武昌革命后，各省革命党人自行独立，袁世凯复出后，于1911年11月下令陆军第三镇开拔镇压山西革命军，该役炮兵部队逐出佔领娘子关的革命军，由于山西省的防线洞开，革命军最终无法抵御新式陆军而退出省城太原。因此役战功，吴佩孚升迁为炮兵第三标标统（位阶等同团长）。清帝退位，中华民国成立后，陆军第三镇改制为陆军第三师，驻扎北京，吴佩孚则被调入第三师师部，成为师长曹锟的主力助手。民国四