民国成立，他曾一度署理清朝陕甘总督。1912年（民国元年）3月，陕甘总督改甘肃都督后，他署甘肃都督，加陆军上将衔，兼署甘肃民政长。期间与甘肃省临时议会议长李镜清不合，煽动马安良等人杀之。他曾充陕西宣抚副使。1914年（民国3年），他任政治会议议员、参政院参政、约法会议议员。他获授少卿加中卿衔，二等嘉禾章，二等文虎章。1917年（民国6年）12月30日，赵惟熙逝世。