处督练公所总参议兼东三省讲武堂首任监督。1910年（宣统2年），江苏巡抚程德全任命他为江苏新军第23混成协统领。
加入皖系.1911年（宣统3年）辛亥革命爆发，田中玉摆出拥护清朝的姿态。革命派佔优势后，他弃职北上，被袁世凯任命为山东兖州镇守使。1912年（民国元年），他代理山东民政长。其间他从日本购入新型大砲，归国后试射成功，他被赞誉为「北洋砲圣」。1913年（民国2年）7月，他任兖州镇守使兼任曹州镇总兵。1915年（民国4年）4月，田中玉被召还北京，任陆军部次长。同年，袁世凯称帝