被任命为安徽都督，9月获授陆军中将位（1912年9月24日中华民国北京政府授陆军中将并加上将衔）。他统治安徽省时期，致力于禁止鸦片等民政改革。1913年（民国2年）5月，柏文蔚和湖南都督谭延闿、江西都督李烈钧、广东都督胡汉民联名通电，反对袁世凯的善后大借款。6月，袁罢免了柏、李、胡三位都督，并派军队南进。7月，柏发表了反袁派都督各省独立宣言，举兵反袁。二次革命爆发。此后，反袁派败北，柏流亡日本。1914年（民国3年）他加入中华革命党。1915年（民国4年）12月护国战争爆发，柏文蔚到南洋为护国军募集