调元任袁世凯大总统府警卫军参谋。京畿军政执法处处长陆建章升为陕西督军，吕调元出任陕西巡按使。袁世凯称帝后，陕北镇守使陈树藩在民国5年（1916年）宣布独立，陆建章遭到驱逐，吕调元避居天津。1916年袁世凯逝世后，吕调元投靠段祺瑞，成为皖系人物，充任国务院顾问。民国7年（1918年），出任安福国会参议院议员。民国8年（1919年）1月，段祺瑞特任吕调元为安徽省省长。1919年五四运动爆发后，安徽省的青年学生响应，举行游行示威，市民也加入。5月10日，安徽省会安庆的各学校公举代表赴安徽省长公署，请求援救