Da Yuan Shikai i 1911 ble statsminister, ble Duan generalguvernør over provinsene Hubei og Hunan. Han bekjempet samme år sammen med l. armé de opprørske, men deltok i januar 1912 i militærbefalingshavernes memorandum til keiseren om abdikasjon. I det første republikanske kabinettet ble han deretter krigsminister, og fikk i september samme år generals rang og ble i 1915 feltmarskalk.