לאחר פרוץ מרד ווצ'אנג ב־1911 נגד שושלת צ'ינג, פיקד דואן על הארמייה השנייה של הצבא הלאומני נגד הצבא המהפכני בקרב יאנגשיה, והצליח להחזיר את האנקו ואת האניאנג. אחרי שיואן שייקאי שינה את מהלך המהפכה של שינהאי בכך שהכריח את הקיסר להתפטר, דואן תמך בו. על נאמנותו זו יואן מינה אותו מושל צבאי של פרובינציות חונאן והובי. הוא נקרא לשרת בממשלה של יואן כשר המלחמה בשנת 1912, ולאחר מכן כראש ממשלה בשנת 1913, תוך שמירה על תפקידו כשר המלחמה.