失败后，邵元沖流亡日本，1914年加入中华革命党，任《国民》杂志编辑。后任中华革命军绍兴司令官，与夏尔图策划控制浙江，但事泄而逃往上海。1915年12月，在上海参与肇和舰起义。1916年，在山东潍县参与组织中华革命军东北军，但遭到失败。1917年，孙中山在广州建立护法军政府。1917年（民国6年）9月，邵元沖被任命为大元帅府机要秘书，代行秘书长职务。1919年（民国8年）冬，邵元沖赴美国哥伦比亚大学、威斯康辛大学留学，后奉孙中山之命视察海外中国国民党的工作，先后赴美国及西欧的英国、法国等国，并赴苏联学习