辞去币制局总裁后的梁启超，虽然不满袁世凯的许多倒行逆施，但他还对袁抱有幻想，对袁的态度总是批评与合作。1915年初，袁世凯汤山小宴上试探梁启超，梁启超义正词严，断然反对帝制，令袁世凯极为不快。“二十一条”的签订，梁启超义愤填膺，拍案而起，痛斥日本的侵华罪行和袁世凯的卖国行径，引起日本当局的大为恐慌，企图对梁加以收买，为他严词拒绝。对袁世凯他也明确地表达了批评与反对；不愿再与袁合作。袁世凯曾任命他为政治顾问，梁启超坚持不就。派他考察沿江各省司法教育，他也不予理睬。梁启超对袁世凯的反对日益明朗。1915年5月25日，袁世凯接受“二十一条”中的大部分条款，并自欺欺人地搞“元首外交成功”的欢庆活动，梁启超极其气愤，撰写《痛定罪言》，质问政府的卖国行为，指出袁世凯对目前的屈辱局面负有不可推卸的责任，对复古逆流也进行了无情的驳斥，指出其造成的社会危害。梁启超对袁世凯为攫取专制权力而公然摧毁资产阶级民主政治一切形式的罪行，表示深恶痛绝。并警告袁世凯政府改过自新，好自为之。梁启超对袁世凯完全绝望了。
《异哉所谓国体问题者》的发表，标志着梁启超公然打出反袁旗帜，也正是他对袁世凯政治上完全绝望的表现。作为资产阶级的代表人物，梁启超在相当长一段时间内是站在袁世凯一边的，他们反对二次革命，支持大借款，赞成袁世凯打击国会。但是，袁世凯过河拆桥，为了加强自己的独裁统治，对支持过他的资产阶级的意见与要求却不屑一顾，严重地损害了资产阶级的经济利益，自然引起了资产阶级的不满，在梁启超身上自然表现在与袁世凯的决裂上。梁启超利用其社会声望，鼓励其门生党徒打消对袁世凯的畏惧情绪，“敢为天下先”果断起兵，武装讨袁。
1915年8月18日，梁启超与从北京赶来的蔡锷一同到汤觉顿的住所，连夜密商了倒袁计划。此后，每隔数日，蔡锷便由京赴津一次，与梁启超筹商反袁部署。同时梁很快发表了《异哉所谓国体问题》，为反袁作了舆论上的准备，在国内外引起巨大反响。按照梁启超的指示，蔡锷迅速做好离京准备。他一面做着武装讨袁的准备，一面又做出与其师梁启超分道扬镳的假象。当梁启超的反袁鸿文发表后，蔡锷逢人便说：“先生是书呆子，不管事实，只顾空论”。当袁世凯党羽拿着帝制意见题名簿向他试探，他毫不犹豫地写下赞同。为了迷惑袁世凯，他装出无所作为，故意沉迷于酒色，经常和杨度等在八大胡同饮酒看花，和云吉班妓女小凤仙打得火热。在这一切做得天衣无缝后，1915年11月中旬，他机智地摆脱了袁世凯密探的监视，悄悄离开北京，避居天津租界。梁启超和蔡锷商定，决定梁去两广，蔡锷回云南，同时派王伯群、汤觉顿分别先期赴滇、粤做准备。1915年12月2日，在梁启超的精心安排下，蔡锷改穿日本和服，更姓名，登上日轮东渡日本，然后改乘船经上海吴淞口转赴香港。12月19日，蔡锷终于辗转到达昆明。此时的云南，反袁声势也日益高涨，蔡锷的到来振奋了人心，鼓舞了士气，使反袁的各派势力联合起来。然而，此时形势出现了意外。袁世凯为了换取日本对他称帝的支持，决定派特使赴日本，出卖更多的国家利益。梁启超得到这个消息后，为防止袁世凯与日本的交易成功给护国战争带来更大的阻力，他决定抢在袁世凯和日本交易之前，发动起义。护国战争爆发后，梁启超已由天津秘密抵达上海。梁密切关注着战争的进程，作为这场运动的主帅，梁启超对所有重大问题都进行了周密的筹划。在军事上、财政上、舆论上，梁启超动员他所有的力量对云南的护国军进行指导和支持。同时他还极力鼓动冯国璋赞助云南起义。冯国璋时任江苏将军，本是袁世凯的亲信，但随着地位的提高和势力的增强，他也开始做总统梦。对袁世凯的帝制，他是持反对态度，再加上袁世凯也开始对他猜疑、防范，他对袁世凯也不满起来。梁启超争取他赞助云南起义，是想稳定东南，孤立袁世凯。所以梁启超一到上海，就派人持自己亲笔信和冯联系，详述义军情形，晓以利害。冯国璋同意决不与护国军开仗。此后，冯又乘广西独立之机，与江西将军李纯等八将军联名致电袁世凯，要求速行取消帝制，给袁很大的打击。梁启超的这些精心策划与指导，无疑很大程度上推进了战争的胜利进行。
护国战争是继二次革命后又一次具有民主革命意义的战争，它推翻了袁世凯的“洪宪”帝制。梁启超作为战争的发动者和主要决策人，置个人生死于度外，南北奔走，运筹帷幄，对战争的顺利进行直到最后赢得胜利都起了举足轻重的作用。但是，资产阶级改良派的政治品质使梁启超将胜利果实又拱手送给了另一个专制独裁者段祺瑞，战争的结局和梁在诱迫护国军对段祺瑞妥协、取消军务院等表现令人痛惜。护国战争结束后，梁启超作为促成南北统一的大功臣，自然受到黎元洪和段祺瑞的极度礼遇。黎元洪一再邀梁启超出任总统府秘书长。然而，梁启超此刻却不想再卷入政治漩涡，他决意弃政从教，拒绝了黎元洪的邀请。在对记者的答问时，梁启超提出要当“在野政治家”，第二次发出了他脱离政治的宣言。
从此，开始了他最后10年的文化教育生涯。1918年3月，梁启超着手《中国通史》的创作，同时还为儿女们讲述国学源流。由于著述用功过度，染上肋膜炎，不得不中止写作。1918年底，第一次世界大战结束，巴黎和会即将召开。梁启超与其研究系同仁开始漫游欧洲的准备。对于这次出游的目的，梁启超说：“第一是想自己求一点学问。”另外战争结束后，总要开一个所谓的“和平会议”，以进行利益的重新分配和国际政治力量的重新组合。为了能在战后的“和平”会议中获得更多的好处，各国都组织空前强大的外交阵容，准备在会上大干一场。而作为协约国的中国，却只派出一个由5人组成的代表团，人数少，力量弱。出于梁启超在政治舞台上的影响，国内舆论希望他能在巴黎和会上为中国外交出力。作为一个真诚的爱国者，梁启超对于国内所请求，当然觉得责无旁贷。经过一段时间的苦心经营，梁启超筹借了10万元经费（北京政府所出６万，旧朋馈赠４万），精选了一批学有所长的名人(外交刘崇杰，工业丁文江，政治张百劢，军事蒋百里，经济徐新六)作随员，准备动身。之前，梁启超从天津来到北京，拜见了当时的大总统徐世昌，与驻京各国公使进行了必要的斡旋。
1918年梁启超在上海登上了日本邮船横滨丸号，开始了长达一年之久的欧洲游历的航程。欧洲归来后，梁启超发表了一部重要著作《欧洲心影录》。这部著作比较全面地反映了梁启超对战后欧洲的考察结果，反映了梁启超对西方文明的态度和看法，也反映了他对中西两种文化的总观点。一年多的游历，使梁启超对战后欧洲的混乱社会状况，对西方文明所遭受的灾难有了一个清晰的认识。他把造成这种状况的原因归结于机器发明，生产力集中变化和自由竞争，他反对把科学、物质生活凌驾于一切事物之上。在《欧洲心影录》里可以看出梁启超思想上的转变。他批评中国传统文化缺乏自由传统，对西方文化中的核心“自由精神”表示认同和推崇。在著作中他还说到，思想解放可能会带来道德条件的动摇和社会罪恶的出现，但是，就算把思想完全封锁起来，也会有不奉行道德的行为。因此他对压制批评，扼杀自由的文化专制是深恶痛绝的。梁启超反对西方文化把物质生活、科学凌驾于一切事物之上，但他并不反对科学，更不是要放弃高度发展的资本主义物质文明。梁主张向西方推广重精神生活的东方文明。梁启超仍然倡导个体本位的资产阶级文化伦理观。他强调中国要富强必须培养新的思想意识和道德观念，即个性解放。他也强调人的自尊和独立人格。同时他还指出个人自由不能侵犯他人自由，个人、群体要相结合。
梁启超退出政坛从事社会文化教育事业后，他通过社会改革最终建立资产阶级民主政治的理想并没有放弃。1920年3月，欧洲归来后不久，他便把研究系同仁创办的《改造》杂志接了过来，宣传自己的社会改造思想。五四运动前后，中国知识界掀起了一场对中国历史产生深远影响的新文化运动。科学社会主义——马克思主义在思想领域占了主导地位。陈独秀、李大钊把马克思主义和中国工人运动相结合，创建了中国共产党，中国近代社会进入新民主主义革命时期。梁启超在流亡日本前后，就对社会主义有一些零星的了解，在欧洲游历时，他也对社会主义进行了悉心的考察，认为是最有价值的学说，但是他并不主张在中国实行社会主义。理由是中国没有近代工业，当然也没有劳资两大阶级的矛盾，因此中国没有实行社会主义的必要。十月革命后，马克思主义在中国得到广泛传播，并蓬勃发展。恰在这时英国唯心主义哲学家罗素来华讲学。罗素宣扬中国实业不发达，不存在阶级差别，当然也无须进行阶级斗争，把矛头指向马克思主义。梁启超紧跟罗素的言论，发动了对马克思主义的进攻。梁启超认为不能兴起中国的社会主义运动，其原因在于中国没有劳动阶级。认为中国最迫切的问题是先发展资本主义经济，然后再对其进行改良。从这些立场出发，梁启超坚持反对阶级斗争，反对工人运动，反对马克思主义政党。梁启超同时还提出了国民运动论，即多数人民参加的群众性政治运动。他认为国民运动是唤起国民参政意识的好办法，是使中国政治走上民主轨道的惟一途径。
欧洲归来后，梁启超开始致力于文化教育事业。梁启超反思自己的政治生涯，认为最大的教训之一，就是缺乏人才。梁启超晚年从事的学校教育活动中，最令他关注的便是上海的中国公学。该校的正副会长和常务董事多为旧日的立宪派和进步党人，与梁启超关系较密，故梁启超欧游归来，一到上海便被公学请出演讲。为了办好这所学校，梁启超让其学生张荪出任教务长，并为公学制定了改制方针。为了筹措办学经费，梁启超殚精竭虑，千方百计多方活动。中国公学在梁启超手上一直维持到1927年，培养了许多优秀的人才。在承办中国公学的同时，梁启超还把关注教育的目光投向南开大学和清华大学。在南开他受到校长张伯苓的极力推崇，决定把整个文科交梁主持。梁启超还担任了清华研究院导师。在南开、清华等院校长期讲课的同时，梁启超在全国各地作巡回演说，其次数之多，地域之广，题材之博，影响之大，听众之多，在近代中国的学术演讲史上都是空前的。在几年时间里，他辛勤奔波于各地讲学。梁启超的讲学是极其认真的。他的每篇讲稿都会认真准备，绝不马虎。凡已定好的演讲，即使遇到自己身体状况不佳，亦绝不停讲和改变日期。梁启超的学术讲演认真而又极为生动，影响了一大批青年学生。
梁启超是个文化融合论者，推进中外文化交流是他晚年极为热衷的一件事情。欧洲游历归来后，他组织了两个学术团体——共学社与讲学社。这两个组织对推进中外文化交流起了重要作用。共学社的主要工作，一是出版杂志，二是倡导图书馆事业，三是选派留学生，四是编译新书出版。其中，编译新书成为共学社的最大成就。共学社在翻译西方资产阶级的哲学社会科学书籍的同时，还出了许多其他方面的书籍，影响很大。讲学社的宗旨是聘请“外国名哲”来华讲学，每年一人。讲学社聘请的第一位“国外名哲”为美国著名哲学家、实用主义者杜威。梁启超对其评价甚高。讲学社聘请的第二位“国外名哲”是英国著名哲学家、科学家和政治社会历史评论家罗素。在哲学上罗素坚持中立一元论。梁启超之所以盛邀罗素来华，一方面是因他在学术上的成就和地位，另一方面更重要的还在于他的政治主张。罗素是积极反对马克思主义的，这一点正和梁启超不谋而合。罗素的到来，使中国学术界掀起了一股罗素热，产生了深远的影响。讲学社聘请的第三位“名哲”是德国哲学家杜里舒。杜里舒属于生命派哲学家、唯心主义者。其来华后，进行了长达一年的学术演讲，在学术界影响很大。讲学社聘请的第四位“名哲”是印度文学家、著名诗人泰戈尔。梁启超对泰戈尔的来华倾注了极大的热情。梁启超对泰戈尔痛斥西方思想沉沦于物质主义、排他主义、征服主义的观点推崇备至。由于当时北京政府未能继续拨款，讲学社财源趋窘，邀请国外名哲来华讲学之举在泰戈尔离华后不得不告停顿。尽管讲学社先后仅邀请四位“名哲”来华，历时不长，人数有限，但由于他们都是名噪一时的哲学家和文学家，对当时中国思想文化界的影响极为深远。
梁启超一生留下上千万字的著述成就，其中尤其是他告别官场之后的短短十年成绩卓著。他以“百科全书”般的气派，写了数量相当可观的介绍外国政治、经济、财政、历史、哲学、文学、法学、社会学、宗教学等方面的文章，同时也撰述了一批涉及中国古代历史、哲学、法学、文学的论著。这些著述时间上贯穿古今，地域上包含中外，使他成为构架新文化的新星。1920年，梁启超以一周的时间创作了后来久负盛名的《清代学术概论》，成为研究清代学术思想的开拓性著作。梁启超倾力较多的还有对先秦诸子和佛学的研究，撰写了一系列的著作。梁启超在南开大学的讲义，被整理为《中国历史研究法》，成为中国近代史上资产阶级史学理论宝典。梁启超一生的著述可以说是卷帙浩繁。这是与他卓越的禀赋、出众的才华与勤奋分不开的。1928年，他在病中还坚持作《辛稼轩年谱》，梁启超在学术方面的成就令后人仰慕。