1906年，蔣百裏留學德國。武昌起義後，任浙江都督府總參議。1912年任保定陸軍軍官學校校長，1913年，任袁世凱總統府一等參議。1917年，任黎元洪總統府顧問。1919年五四運動爆發時，蔣百裏正與梁啟超等一起去歐洲考察。次年春回國，正值國內提倡新文化，一時如風起雲湧。梁啟超深感於歐洲的文藝複興，決心放棄政治生涯，全力從事新文化運動，蔣百裏積極參與，成了梁氏最得力的助手，號稱“智囊”。他不僅出主意，更著書立說，成為新文化運動的戰將。1923年同胡適組織新月社。 1925年任吳佩孚部總參謀長。1933年赴日考察，認為中日大戰不可避免，擬定多種國防計劃．呼籲國民政府備戰。1935年，任軍事委員會高等顧問。1936年赴歐美考察，回國後倡議發展空軍。 1937年9月，他以蔣介石特使身份出訪意、德等國，回國後發表《日本人》及《抗戰基本觀念》，斷定日本必敗，中國必勝。1938年8月代理陸軍大學校長。民族主義論》等長篇論文連載，宣揚民主革命，提倡民族精神。立論獨到，條理清晰，文辭流暢，感情奔放，頗類梁啟超文筆；而他傾向革命，又不同於梁啟超的改良主義，頗受讀者注意。
1913年6月18日淩晨5點，天剛灰亮，保定軍校校長蔣百裏就召集全校兩千餘名師生緊急訓話。他身著黃呢軍服，腰掛長柄佩刀，足蹬鋥亮馬靴，站在尚武堂石階上一臉沉痛：“初到本校，我曾宣誓，我要你們做的事，你們必須辦到；你們希望我做的事，我也必須辦到。你們辦不到，我要責罰你們；我辦不到，我也要責罰我自己。現在看來，我未能盡責……你們要鼓起勇氣擔當中國未來的大任!”
隨後，在眾人目瞪口呆的目光中，蔣百裏掏出手槍，瞄準自己胸部偏左的地方猛開一槍！
奇人必有奇運，蔣百裏竟奇跡般生還，並與養病期間看護他的日本女子佐藤屋登相好，後者最終成為百裏第二任妻子，改名蔣左梅。
蔣百裏此次自殺的緣由眾說紛紜，有人說是憤於軍校學風浮躁，有人說是向陸軍部請求撥款未果，也有人說是對中國當時軍界、政界之絕望。在古硯軍看來，不論何種說法，都隻能部分成立。蔣百裏自殺，最大原因是他的驕傲。自殺者往往是最驕傲者，懦夫不敢、也不配自殺。
留日期間，蔣百裏還參與創辦《浙江潮》，親筆撰寫發刊詞。魯迅當時同是留日熱血青年，曾向此刊物投稿。也是在此期間，蔣百裏結識了戊戌後亡命日本的梁啟超，並執弟子禮。
1906年，蔣百裏應清東三省總督趙爾巽聘為東北新軍督練公所總參議，籌建新軍。趙曾專折奏保蔣為“特異人才，可以大用”。隨後，蔣百裏被公派德國研習軍事，成為興登堡將軍（後為德國總統）下麵的連長。1910年，他回國任京都禁衛軍管帶，在沈陽“以二品頂戴任用”。這一年，他不過28歲，在同齡人中卻已鋒芒畢露，聲望無兩。
武昌起義後，蔣百裏潛回南方，任浙江都督府參謀長。民國成立，又調任陸軍部高等顧問，以及袁世凱的總統府軍事參議。1912年，他出任保定軍校校長，不久就上演了自殺的那傳奇一幕。
1916年袁稱帝，蔣百裏入川佐老同學蔡鍔討袁。袁世凱死去之後，又陪蔡鍔去日本就醫，旋即為之料理喪事。1917年回國，任黎元洪總統府顧問，開始首次撰寫軍事論著《孫子新釋》、《軍事常識》等，蔣百裏出版後成為軍校教輔。