维新改革是一场严酷的政治斗争，其锋芒所向，直接指向封建专制制度及其腐朽势力，因此，遭到了各种反动势力的抵制和攻击，他们纠集在慈禧太后的大旗下，蓄积力量，窥测时机，准备发动政变，将维新运动扼杀于血泊之中。这一阴谋，从光绪实行新政的第一天起便开始酝酿了，并随着新政的推行而密锣紧鼓加紧策划。反扑越来越猖獗，气氛越来越恶劣，维新派和顽固守旧派之间，帝党与后党之间的冲突与斗争日益激化，双方进入了最后决战阶段。
就在变法诏书下达的第4天，即1898年6月15日，在顽固派总头子慈禧太后的威逼下，光绪帝被迫以自己的名义，在1天之内连下了3道预告新政危机的谕旨。一是撤消翁同和协办大学士、户部尚书、军机大臣等一切职务，逐回江苏原籍，交地方官严加管束。翁同和是光绪唯一的亲信大臣、帝党首领，他的被罢斥，使光绪帝更加孤立，给帝党和维新派以沉重的打击。二是规定凡授任新职的二品以上文武大臣，都必须到皇太后面前谢恩。本来慈禧太后已经归政，照例不再召见臣子。这一违反“祖宗家法”的规定，目的在于把用人大权抓到她自己的手中，防止光绪帝破格重用维新人士，并为她自己再度临朝听政作准备。三是任命顽固派首领、慈禧太后头号亲信荣禄署理直隶总督，不久改为实授，加文渊阁大学士，统率董福祥甘军、聂士成武毅军、袁世凯新建陆军等北洋三军，以控制京津和华北地区的兵权。同时，慈禧太后还委派她的忠实奴才、顽固派大臣崇礼、怀塔布、刚毅等人分别担任步军统领、健锐营提督等要职，进一步将京城和颐和园的警卫权紧紧地抓在自己手里。在此基础上，慈禧太后为首的顽固势力，还加强了对内廷和光绪帝本人的监视，凡出入宫门的人员，虽是王公大臣，都须经检查后才能放行，光绪帝的一举一动，均为顽固派所侦知。这三道命令以及随之而来的种种措施，不仅沉重地打击了新政，而且也为顽固派发动反动政变做好了准备。
顽固派的反扑，不但表现为其对中央军政大权的掌握和政变阴谋的酝酿，同时也表现为得到地方上各种腐朽势力的支持和呼应。反对新政的社会基础是如此雄厚，使得新政处处遭到敌视和诽谤。道理非常简单，因为新政的推行，不能不触犯一些人的利益，他们当然要群起反对。譬如考试中废除八股文，使大批八股士人倚为身家性命的敲门砖一旦变为无用之物，这简直是比挖了身上的肉还要疼，岂能甘心，于是就大肆攻击新政，湖南有个名叫曾廉的举人，甚至上书请求处死康有为和梁启超。废淫祠、停书院的命令发出后，许多上豪劣绅和和尚道士失去诈骗勒索的工具，就到处散布破坏新政的言论。一些衙门裁撤后，大批丢了乌纱帽的官员，更是惶惶如丧家之犬，极端仇视新政，或造谣惑众，或上书恫吓，使得京师谣言四起，一忽儿说光绪帝入了天主教，一忽儿说康有为在宫中设立礼拜堂，甚至说将尽废六部九卿。旗人自谋生计的诏书发下后，更是掀起轩然大波。满州贵族借机煽动，管理皇家事务的内务府大臣立山率领内务府官员数十人前往颐和园，连同太监李莲英，跪在慈禧太后脚下哭诉告状，攻击光绪，说皇帝不要满人了，并恳请皇太后临朝“训政”。这些从中央到地方的腐朽力量聚集在一起，形成了慈禧发动政变的重要社会基础。
面对十分险恶的形势，年轻的光绪皇帝表现了相当的勇气和魄力，曾在一定程度上对顽固派的进攻进行了反击。9月4日，他下令将阻挠礼部主事王照上书的礼部尚书怀塔布、许应骙，侍郎堃岫、徐会沣、溥颋、曾广汉等6人全部革职，并奖励敢于上书言事的王照，赞扬他“不畏强御，勇猛可嘉”，赏给他三顶品戴头衔，以四品京官身份候补。紧接着，在9月7日，光绪帝又将阻挠新政的李鸿章、敬信等人从总理衙门驱逐了出去。这种打击顽固派官僚的措施，在朝廷内外引起很大震动，鼓舞了维新派人士和帝党官僚。
光绪皇帝的态度和做法，更激起了慈禧太后的愤怒，便把政变提到紧要的议事日程上来了。顽固派军政大员认为时机已到，就纷纷出动，兴风作浪，怀塔布和李鸿章的亲家杨崇伊等人，禀承慈禧的旨意，相继赶往天津，与荣禄阴谋策划。荣禄对慈禧的指示百折不扣地执行，调兵遣将，精心部署。为此，他调动聂士成的军队移驻天津陈家沟，调动董福祥的军队移驻北京外围长辛店，发动政变的迹象已经越来越明显，以至京津一带盛传10月间慈禧偕同光绪去天津阅兵时，荣禄将举行兵变，废除光绪皇帝。新旧两派的斗争已进入最后阶段。
面对变法运动的危机，光绪皇帝一筹莫展。康有为也忧心如焚，忙不迭向光绪帝提出三项对策：第一，仿照日本成立参谋部，收回军权，皇帝自为陆海军大元帅；第二，改元为维新元年，断发易服，以表示变法的决心；第三，迁都上海，以摆脱后党的包围。乍看起来这三策头头是道，其实却是空言无补，因为它们根本行不通。可见，康有为等维新派人士本身既脱离民众，又没有自己的武装力量，仅仅依靠一个空头皇帝，根本拿不出什么切实可行的对策，绝无力量对付由顽固派的政客、军阀等实权人物所组成的阴谋集团。
大祸就要临头，光绪皇帝和维新人士不甘束手就擒，还要作最后挣扎。反复商量的结果，他们决定通过两个途径摆脱危机，挽救败局。这一是设法争取英、日等帝国主义国家的支持，以抗衡顽固派的压力；二是做新建陆军统帅袁世凯的工作，把他拉过来对付荣禄的武装力量。外交努力与内部争取双管齐下，来保卫新政，赢得主动。
早在新政之前，英、日等帝国主义分子为了和沙俄争夺在中国的霸权，曾装出一副慈善心肠，假惺惺表示愿意帮助中国变法。维新派竟天真地相信了他们的谎言，称赞英国是“救人之国”，并专折奏请联合英、日，企图借此对顽固派施加压力。可是这些帝国主义分子此时看到维新派败局已定，遂无意再支持光绪帝和维新派，只对光绪皇帝虚表“同情”而已，康有为等人争取外来支持的活动，以毫无结果收场。
在进行外交努力的同时，康有为又把希望寄托于袁世凯的身上。袁世凯出身于官僚地主家庭，早年参加过淮军，后来几经钻营，于1895年以道员衔在天津小站训练新军，掌握了一支7000余人的新式武装。他曾加入强学会进行投机，捞取了维新的名声。由于这个缘故，康有为把他列为积极争取的对象，希望利用他用武力同顽固派斗争。为此，当新政处于失败的边缘时，康有为派自己的弟子徐仁禄去小站，同袁拉关系，并写了一道密奏，由谭嗣同上递，向光绪帝推荐袁世凯。光绪帝急病乱投医，在9月16日召见了袁世凯，赏以侍郎衔，专办练兵事宜。第二天，再次召见，面谕袁世凯可以不听荣禄指挥，委以全权。可袁世凯十分狡猾，并不打算为光绪皇帝卖命，而是脚踏两头船，观察政治风候，以便牟取最大的私利。所以在接受光绪的召见后，便立即去拜谒顽固派军机大臣刚毅、裕禄、王文韶等人，以求取得后党的谅解。光绪帝和维新派错误地把命运交给袁世凯这种人，决定了他们的失败完全不可避免。
顽固派的政变迫在眉睫，光绪皇帝内心紧张万分，在9月14日那天交给杨锐一份密诏，要他迅速交给康有为等人。密诏中说：现在我的皇帝位置快保不住了，你们这些维新派赶紧想想办法，来给我保驾。杨锐读了密诏，眼见大祸临头，吓得六神无主，竟将密诏搁置在他那里没有送出，一放就是三、四天。光绪帝等了几天不见康有为复命，心急如焚，在17日再次给康有为一道密诏，交由林旭带出。密诏借题要康有为去上海督办官报，催促他赶紧逃离北京，“迅速出外，不可迟延”，留着性命，将来好为皇上效劳。9月18日，林旭把光绪前后两道密诏一齐交给了康有为。康有为立即召集谭嗣同、梁启超、康广仁等人在南海会馆商量对策。他们读了密诏大惊失色，抱头痛哭，可是谁也想不出办法来挽救局面。绝望之中，他们决定把一切寄托在袁世凯身上，同时向英、日等国在北京的公使馆求救。
9月18日深夜，谭嗣同怀着极为危险的侥幸心理，只身前往袁世凯在法华寺的寓所。双方见面寒喧后，谭嗣同说了几句试探口风的话，问袁知不知道天津阅兵的密谋。接着便把来访的目的，毫无保留地端了出来，劝说袁世凯带重兵先发制人，诛杀荣禄，清除旧党，围颐和园（慈禧太后住所），为皇上救驾，以建立万世之功。为了激将袁世凯，谭嗣同又用手抚摸自己的脖子说：“如果你不打算救皇上，向颐和园告密，杀了我的头，也可以得大官。”谁知老奸臣猾的袁世凯竟然激昂地表示：“你把我袁某看作什么人！皇上是我们共事的圣主，救驾的责任既是你的，也是我所义不容辞的。”还说：“天津阅兵时，如果皇上迅速地跑到我袁某的军营里，那么杀一个荣禄就像杀一条狗一样。”随后，他又装出一副很慎重的样子说，事情这样紧迫，我得先回天津去，调换几个军官，贮备一些弹药。谭嗣同听了满心以为策划成功，再向这个刚刚结为“战友”的袁世凯叮嘱一番，在沉沉夜色里辞别了法华寺。
袁世凯在送走谭嗣同后，惦量思考再三，觉得跟随光绪皇帝前途黯淡，反之若投靠后党，则可以捞取富贵功名，飞黄腾达，于是就决定出卖维新派，向后党告密。9月20日他赶回天津，直奔总督衙门晋见荣禄，将谭嗣同的策划和盘托出。荣禄听后，非常重视，当晚挂专车到北京，飞奔颐和园，向慈禧太后告发。
慈禧太后闻报怒气冲天，于21日凌晨从颐和园急急赶回紫禁城，直入光绪皇帝的寝宫，吆喝光绪帝说：“我抚养你20多年，竟听小人的话，要谋害我！”光绪帝结结巴巴地说：“我没有这个意思。”慈禧恨恨地骂道：“蠢东西，今天没有我，明天还会有你吗？”便搜走所有文件，把光绪皇帝囚禁在中南海的瀛（y0ng）台。接着慈禧又立即用光绪帝的名义发布上谕，宣布即日起由皇太后“临朝训政”。并着手部署大肆搜捕和屠杀维新派的事宜。
当政变发生时，梁启超、谭嗣同等人还聚集在传教士李提摩太的寓所，一起商讨挽救的办法。决定由李提摩太去见英国公使，容闳会见美国公使，梁启超去见日本公使。可是屋破更遭连夜雨，船漏偏遇顶头风，英国公使还在北戴河未回，美国公使也在西山度假，都没有联系上。梁启超虽然见到了日本公使，可也得不到实际帮助。其实即便美、英、日公使出面说话，同样也无助于挽回败局。因为对于慈禧等顽固派来说，什么都可以丧权辱国，唯独自己的宝座不容外人撼动。
政变后的北京一片白色恐怖，顽固派想乘机将维新力量一网打尽。当天，崇礼领兵包围南海会馆，抓走了康广仁。康有为已于前一日化装逃离北京，在英国人的掩护下，经天津、上海，潜往香港避难，躲过清廷的追捕。梁启超则在日本公使馆的帮助下，化装出京，由天津乘日舰逃往日本。谭嗣同却拒绝了友人要他出走日本的劝告，激昂地表示：各国变法都是要流血的，如今中国变法还没有听说流血的，这是中国之所以不昌盛的原因。那么就由我第一个流血牺牲来改变这种情况吧！决心以一死来报效维新事业，用鲜血来呼醒人们的良知。
9月22日，荣禄派兵3000名，封锁北京各城门，断绝交通，搜捕维新人士和帝党，谭嗣同等多人被捕下狱。在狱中，谭嗣同视死如归，豪气凌云，写下了“我自横刀向天笑，去留肝胆两昆仑”的慷慨悲壮诗句。9月28日，清政府未加审讯，悍然将谭嗣同、康广仁、杨深秀、杨锐、林旭、刘光第等6人残杀于北京菜市口，史称“戊戌六君子”。在法场上，谭嗣同临刑不惧，面对顽固派的屠刀高呼“有心杀贼，无力回天，死得其所，快哉快哉！”延颈从容就义。其他维新派和众多参与新政及倾向变法的开明官员，如张萌桓、陈宝箴、江标等人，有的被罢官，有的被放逐。政变后，新政措施除京师大学堂被保留外，其余全部都被废除，一切旧制也随之复辟。顽固守旧势力弹冠相庆，戊戌变法运动宣告彻底失败。