1917年，与大总统黎元洪之间因参与第一次世界大战问题引发府院之争，引发由张勋领导的溥仪复辟。复辟历时十二日后即被段于天津马厂誓师镇压。在继任的冯国璋总统任期内，就解决南北分裂，统一中国的方式问题，与冯发生第二次府院之争，1917年8月14日，对德国及奥匈帝国宣战，正式加入一战，并派华工到欧洲，及换取列强对中国如大国的待遇。于1917年11月22日辞职。1918年3月22日复职。同年10月10日，冯国璋大总统的任期届满，安福国会选举徐世昌为大总统。段与冯约定共同下野。段祺瑞通过安福系继续在幕后操纵政权。