戰爭在李鴻章的消極抗戰下，呈一邊倒的形勢，很快日軍就侵占了撫順，將整個撫順城殺得隻剩下38人，又在威海衛海戰中，全殲北洋水師。消息傳來，嚇得慈禧及一班投降派大臣趕緊請求議和，光緒雖力爭，但還是在慈禧的逼迫下，無奈地在條約上簽了字，這就是喪權辱國的《中日馬關條約》。
中日甲午戰爭的失敗和《中日馬關條約》的簽訂，使民族危機更加嚴重，一批具有民族責任感的文人官吏活躍起來，或行富強之道，或上自強之書。光緒帝雖在條約上簽字，可每一筆每一劃都像一把把刀子在割著他的心。國家的衰落，強國的蠻橫，使光緒陷入了深深的思索中，他在尋找一條可以富國強民的道路。已經轉變為資產階級維新派的翁同和又適時地指導了光緒，他建議光緒向西方學習，並向光緒推薦資產階級維新派的領導人康有為等人及其主張。光緒在了解了日本的明治維新後，在翁同和、康有為等人的勸導下，決定向日本學習，進行一場自上而下的改革。公元1898年，光緒衝破了重重阻力，頒布了《明定國是詔》，宣布變法維新。在這個詔書中，光緒帝尖銳地鞭撻了那些墨守成規、阻撓變革的守舊勢力，沉痛地指出了中外懸殊、國勢衰敗的嚴酷形勢，明確指出了革新的合理性，並下令朝野內外都要努力，發憤圖強。
《明定國是詔》的宣布，猶如一聲驚雷，引起了朝野上下不同的反響。一部分開明官吏和民族資產階級分子拍手稱快，紛紛行動起來，為變法的實施而努力。但當時的中國社會，無論是朝中王公大臣，還是地方上的百姓，封建思想根深蒂固，自然反對派就占了大多數。並且要在中國進行一次自上而下的改革，是根本行不通的。很快，頑固派就開始反擊了。
當《明定國是》的詔書頒發才四天，慈禧太後就於6月15日將翁同和從光緒身邊趕出北京，去除了光緒的左膀右臂，接著又規定，凡授二品以上的新任官員，都要到太後麵前謝恩，這就控製了光緒帝的人事任免權，防止維新派獲得高級官職。6月23日，慈禧太後又逼迫光緒任命榮祿為直隸總督兼北洋通商大臣，統率北洋三軍，慈禧太後又用光緒帝的名義，宣布10月19日往天津檢閱榮祿軍隊，準備到時發動政變，逼迫光緒帝退位。同時，慈禧太後還派出大批親信太監，暗中監視光緒帝，把守各處宮門，盤查出入人員。維新派已在慈禧太後布置的天羅地網之中。
維新派既沒有掌握軍政實權，也得不到人民群眾的支持。他們對待人民群眾的態廈，從來都是十分錯誤的。他們把當時各地進行鬥爭的人民群眾視作“盜匪”，命令官貝查拿、鎮壓。在這危急的時刻，他們當然沒有可以依靠的力量。他們反複商量，唯一能想到的辦法，就是托庇於袁世凱的軍事力量。
就在這緊要關頭，善於見風使舵的袁世凱又將變法推向了死胡同。在戊戌變法高漲時，北洋軍中的重要將領袁世凱，曾投機參加強學會，一度表示過讚成變法。光緒就在康有為等人的支持下，兩次召見手握一定兵權的袁世凱，希望他能為變法出力。後來譚嗣同又夜訪袁世凱，請求袁世凱殺掉榮祿，包圍慈禧所住的頤和園，袁世凱假意答應。隨後，光緒帝又第二次召見袁世凱，命他保衛自己，要他保護新政。
袁世凱答應了，但隨後後立趕回天津，向榮祿告密。榮祿連夜乘專車進京，趕往頤和園向慈禧報告。袁世凱由於這一叛賣行動，從此飛黃騰達起來，他用維新派的血，染紅了自己的頂戴，而將變法維新運動陷於血泊之中。第二天淩晨，慈禧氣急敗壞地從頤和園趕到紫禁城，闖進光緒帝寢宮，怒斥光緒道：“我撫養你二十多年，你竟然聽信小人的話，要謀害我！”光緒嚇得臉色發白，渾身戰抖，結結巴巴地說：“我沒那個意思。”慈禧罵道：“蠢東西！今天沒有我，明天還會有你嗎？”於是下令把光緒帝囚禁在中南海的瀛台，並以光緒的名義宣布因病不能親理政務，從9月21日起由慈禧太後“臨朝聽政”。同時，下令大肆搜捕維新派和傾向維新派的官員，康有為等人逃走，隻有譚嗣同還在到處活動，想要營救光緒帝。有人對他說，這樣太危險了，勸他趕快逃走。他回答說：“各國變法，沒有不流血而能成功的，中國今天沒有人為變法流過血，所以國家不能昌盛，現在就從我開始流血吧！”他已抱定了為變法犧牲的決心，因此他沉著等著逮捕。入獄後，他在獄中牆上題詩一首，留下了廣為傳誦的名句：“我自橫刀向天笑！”慈禧太後下令殺死譚嗣同、康廣仁、劉光第、林旭、楊銳、楊深秀六人。他們被稱為“戊戌六君子。”臨刑時，譚嗣同神色從容，毫不畏懼。當屠刀舉起時，他挺胸昂首高呼：“有心殺賊，無力回天。死得其所，快哉！快哉！”