张见段很激动，乃慢吞吞地说：“他今天仍然还是总统，张勋叛逆我们要号召军队讨伐他，如果我们不依正轨而行，不接受总统命令，行使合法职权，其后果是很严重的。因为军人的推戴是不合法的。今天靠军人推戴，乱平后大家恃功而骄，岂不是搬石头打自己的脚？何况所能取得的军人拥戴，不过是北方几省，西南方面仍是承认黎总统，一定不予支持，所以意气之争一定要平息，仍应承认黎为合法总统，使您的任命合法。”张国淦这番话说动了段。于是段接见了黎的密使，也接受了黎的命令。
段受命出山“勤王”后，立即部署一切。虽然徐树铮等都主张段在事前放纵张勋搞复辟，迨其举事，然后自己以再造共和及再造民国为己任，可是却没有拿出一个具体办法来，所以张勋复辟后，段对于他要对张勋用兵，却没有详细的计划。他第一着想就近找直隶省长朱家宝和天津警察厅长杨以德，请他们协助讨逆，不料这两个人认为段已失势，所以不理段。于是段便想自己去南京找冯国璋共商讨伐张勋，有人也认为不可行，第一兵贵神速，如果时间一拖，参加复辟的人员一多，局势便难控制了，找冯等于找远水来救近火；第二冯的态度尚不可知，如果冯附和复辟，岂不是自投罗网，变成了冯的政治俘虏；第三此行如果顺利，说动冯讨逆，则冯功居首，冯便成为北洋系的唯一领袖了。段一听大为感动，遂中止南行。
于是段和亲信智囊再三研究后，决定就近取材，从河北省京畿附近找军队，目标是驻马厂的第八师长李长泰部和驻廊房的第十六混成旅冯玉祥部，以这两支部队作为讨逆军的基本武力 ，同时和在保定的直隶督军曹锟连络。李长泰和冯玉祥在北洋军中都不是属于段派（皖系）的，而是比较接近直系的军队。他们平日和段关系很冷淡，于是段乃以名利摇动李、冯。李长泰最怕太太，段乃派人送钱给李的太太，把太太说服，由太太去命令她的“忠实丈夫”，果然李长泰乖乖地听话；而对冯玉祥则许以师长地位，冯也听命；对曹锟则许以未来副总统，曹正因为复辟后张勋把他降为直隶巡抚，由张勋自任北洋大臣兼直隶总督而大感不快，所以他也答应参加讨伐张勋。
段在进行军事组织时，外交上遭遇到一点困难，原来根据《辛丑条约》，天津附近20里是不许驻军的，这对于讨逆军很不方便，幸而和日本有密切关系，日本方面且派青木中将帮助段策划军事，借给军费100万元，同时日本公使在公使团会议中建议中国在讨逆时期，各国勉强同意中国军队有行军及运输的自由。7月2日晚9时，段祺瑞偕同梁启超等驰抵马厂，马厂在天津以南。当晚段分别和各将领密谈，进行说服和协调工作。7月3日上午8时第八师司令部举行组织讨逆军军事会议，会议中公举段祺瑞为讨逆军总司令，慷慨誓师。段以急速行动组织了这个司令部，派段芝贵为西路讨逆军总司令，以梁启超、汤化龙、徐树铮、李长泰为讨逆军总部参赞，靳云鹏为总参议。
段祺瑞在财政上除了日本支援以外，旧交通系也予以支持，曾在交通银行预借军饷200万元。
6年7月4日，段祺瑞以讨逆军总司令名义发出讨伐张勋的通电：
“天祸中国，变乱相寻，张勋怀抱野心，假调停时局为名，阻兵京国，至七月一日，遂有推翻国体之奇变。窃惟国体者，国之所以与立也，定之匪易。既定后而复图变置，其害之于国家者，实不可胜言。且以今日民智日开，民权日昌之世，而欲以一姓威严，驯伏亿兆，尤为事理所万不能致。民国肇建，前清明察世界大势，推诚逊让，民怀旧德，优待条件，勒为成宪，使永避政治上之怨府，而长保名义上之尊荣，宗庙享之，子孙保之。历考有史以来二十余姓帝王之结局，其安善未有能逮前清者也。今张勋等以个人权利欲望之私，悍然犯大不韪，以倡此逆谋，思欲效法莽、卓，挟幼主以制天下，竟捏黎元洪奏称改建共和，诸多弊害，恳复御大统，以拯生灵等语，擅发伪谕。横逆至此，中外震骇。若曰为国家耶，安有君主专制之政，而尚能生存于今之世者？其必酿成四海鼎沸，盖可断言。而各友邦之承认民国，于兹五年，今覆雨翻云，我国人虽不惜以国为戏，在友邦则岂能与吾同戏者。内部纷争之结局，势非召外人干涉不止，国运真从兹斩矣。若曰为清室耶，清帝冲龄高拱，绝无利天下之心，其保傅大臣，方日以居高履危为大戒，今兹之举，出于迫胁，天下共闻，历考史乘，自古安有不亡之朝代？前清得以优待终古，既为旷古所无，岂可更置诸严墙，使其为再度之倾覆以至于尽？祺瑞罢斥以来，本不敢复与闻国事，惟念辛亥缔造伊始，祺瑞不敏，实从领军诸君子后，共促其成。既已服劳于民国，不能坐视民国之颠覆分裂，而不一援。且亦曾受恩于前朝，更不忍听前朝为匪人所利用，以陷于自灭。情义所在，守死不渝。诸公皆国之干城，各膺重寄，际兹奇变，义愤当同。为国家计，自必矢有死无贰之诚，为清室计，当久明爱人以德之义。复望戮力同心，戢兹大难，祺瑞虽衰，亦当执鞭以从其后也。敢布腹心，伏维鉴察。”
同日讨逆军总司令段祺瑞发表“讨逆檄”，全文如下：
“讨逆军总司令段祺瑞，谨痛哭流涕申大义于天下曰：呜呼，天降鞠凶，国生奇变。逆贼张勋，以凶狡之资，乘时盗柄，竟有本月一日之事，颠覆国命，震扰京师，天宇晦霾，神人同愤。该逆出身灶养，行秽性顽，便佞希荣，渐跻显位。自入民国，阻兵要津，显抗国定之服章，焚索法外之饷糈，军焰凶横，行旅裹足，诛求无餍，私橐充盈，凡兹稔恶，天下共闻，值时多艰，久稽显戮。比以世变洊迫，政局小纷，阳托调停之名，明为篡窃之备，要挟总统，明令敦召，遂率其丑类，直犯京师。自其启行伊始，及驻京以来，屡次驰电宣言，犹以拥护共和为口实。逮国会既散，各军既退，忽背信誓，横造逆谋。据其所发表文件，一切托以上谕，一若出自幼主之本怀，再三胪举奏折，一若由于群情之拥戴，夷考事实，悉属愆当日是夜十二时，该逆张勋，忽集其凶党，勒召都中军警长官二十余人，列戟会议，勋叱咤命令，迫众雷同。旋即挈康有为闯入宫禁，强为拥戴。世中堂续，叩头力争，血流灭鼻。瑜、瑾两太妃，痛哭求免，几不欲生，清帝孑身冲龄，岂能御此强暴，竟遭诬胁，实可哀怜。该伪谕中，横捏我黎大总统、冯副总统及陆巡阅使之奏词，尤为可骇。我大总统手创共和，誓与终始，两日以来，虽在樊笼，犹叠以电话手书，密达祺瑞，谓虽见幽，决不从命，责以速图光复，勿庸顾忌。我副总统一见伪谕，即赐驰电，谓被诬捏，有死不承。由此例推，则陆巡阅使联奏之虚构，亦不烦言而决。所谓奏折，所谓上谕，皆张勋及其凶党数人密室篝灯，构此空中楼阁，而公然腾诸官书，欺罔天下。自昔神奸巨盗，劝进之表，九锡之文，其优孟儿戏，未有若今日之甚者也。
该逆勋以不忘故主，谬托于忠爱。夫我辈今固服劳民国，强半皆曾仕先朝，故主之恋，谁则让人？然正惟怀感恩图报之诚，益当守爱人以德之训。昔人有言：长星劝汝一怀酒，世岂有万年天子哉。旷观史乘，迭兴迭仆者，几何代，几何姓矣，帝王之家，岂有一焉能得好结局。前清代有令辟，遗爱在民，在厚其报，使继续之者不复家天下而公天下，因得优待条件，勒诸宪章，砺山带河，永永无极。吾辈非臣事他姓，绝无失节之嫌，前清能永享殊荣，即食旧臣之报，仁至义尽，中外共钦。今谓必复辟而始谓忠耶？张勋食国民之禄，于兹六载，必今始忠，则前日之不忠敦甚？昔既不忠于先朝，今复不忠于民国。刘牢之一人三反，狗彘将不食矣！谓必复辟而始为爱耶？凡爱人者，必不忍陷人于危，以非我族类之嫌，丁一姓不再兴之运，处群治之世，而以一人为众矢之的，危孰甚焉！张勋虽有天魔之力，岂能翻历史成案，建设万劫不亡之朝代？既早晚必出于再亡，及其再亡，欲求复有今日之条件，则安可得？岂惟不得，恐幼主不保首领，而清室子孙且无噍类矣。清室果何负于张勋，而必欲借手殄灭之而后快？岂惟民国之公敌，亦清室之大罪人也！
张勋伪谕，谓必建帝号，乃可为国家久安长治之计。张勋何人，乃敢妄谈政治。使帝制可以得良政治，则辛亥之役何以生焉？博观万国历史，变迁之迹，由帝制变共和而获治安者，既见之矣；由共和返帝制而获治安者，未之前闻。法兰西三复之而三革之，卒至一千八百七十一年确立共和，国乃大定，而既扰攘八十年，国之元气，消耗尽矣。国体者，臂犹树之有根也，植树而屡摇其根，小则萎黄，大则枯死。故凡破坏国体者，皆召乱取亡之道也。防乱不给，救亡不赡，而曰吾将借此以改良政治，将谁欺，欺天乎？
复辟之贻害清室也如彼，不利于国家也如此。内之不特非清室自动，而孀妃耆博，且不胜其疾首痛心。外之不特非群公劝进，而比户编氓，各不相谋，而嗔目切齿。逆贼张勋，果何所为何所恃而出此？彼见其辫子军横行徐、兖，亦既数年，国人优容而隐忍之，自谓人莫敢谁何，乃起野心，挟天子以令诸侯，因以次铲除异己，广布心腹爪牙于各省，扫荡全国有教育、有纪律之军队，而使之受支配于彼之土匪军之下，然后设文网以坑贤士，箝天下之口，清帝方今玩于彼股掌之上，及其时则取而代之耳。罪浮于董卓，凶甚于朱温，此而不讨，则中国其为无男子矣！
祺瑞罢政旬月，幸获息肩，本思稍事潜修，不复与闻政事。忽遘此变，群情鼎沸，副总统及各督军、省长，驰电督责，相属于道，爱国之士夫，望治之商民，好义之军侣，环集责备，义正词严。祺瑞抚躬循省，绕室彷徨，既久于奉职民国，不能视民国之覆亡，且曾筮仕于先朝，亦当救先朝之狼狈。谨于昨日夜分视师马厂，今晨开军官会议，六师之众，佥然同声，誓与共和并命，不共逆贼戴天。为谋行师指臂之便，谬推祺瑞为总司令，义之所在，不敢或辞，部署略完，克日入卫。
查该逆张勋，此次倡逆，既类疯狂，又同儿戏，彼昌言事前与各省各军均已接洽，试问我同胞僚友，果有曾预逆谋者乎？彼又言已得外交团同意，而使馆中人见其中风狂走之态，群来相诘。言财政则国库无一钱之蓄，而蛮兵独优其饷，且给现银。言军纪则辫兵横行部门，而国军与之杂居，日受凌轹。数其阁僚，则老朽顽旧，几榻烟霞，问其主谋，则巧语花言，一群鹦鹉。似此而能济大事，天下古今，宁有是理？即微义师，亦当自毙，所不忍者，则京国之民，倒悬待解。所可惧者，则友邦疑骇，将起责言。祺瑞用是履及剑及，率先涌进，以为国民除此蟊贼。区区愚忠，当蒙共谅。
该逆发难，本乘国民之所猝未及防，都中军警各界，突然莫审所由来，在势力无从应付，且当逆焰熏天之际，为保持市面秩序，不能不投鼠忌器，隐忍未讨，理亦宜然，本军伐罪吊民，除逆贼张勋外，一无所问。凡我旧侣，勿用以胁从自疑。其有志切同仇，宜诣本总司令部商受方略，事定后酬庸之典，国有成规。若其有意附逆，敢抗义旗，常刑所悬，亦难曲庇。至于清室逊让之德，久而弥彰，今兹构衅，祸由张逆，冲帝既未与闻，师保尤明大义，所有皇室优待条件，仍当永勒成宪，世世不渝，以著我国民念旧酬功，全始全终之美。祺瑞一俟大难戡定之后，即当迅解兵柄，复归田里，敬候政府重事建设，迅集立法机关，刷新政治现象，则多难兴邦，国家其永赖之。谨此布告天下，咸使闻知。”
讨逆文件都是梁启超的手笔，梁启超的文章称为“笔端带有魅力”，在他讨逆檄文中，把以王士珍为首的北京军警长官说成是“为保持市面秩序，不能不投鼠忌器，隐忍未讨”，因此，“除张勋外一无所问”，“凡我旧侣，勿用以胁从自疑。”
以前讨伐洪宪帝制时期，梁启超曾为军务院以及岑春煊、陆荣廷等写文章，同时为表现自己，也用自己的名义发表文章。这次为段写文章，当然也不肯埋没他自己，因此，他又用自己的名义发表反对复辟的通电。电中指出：“此次首造逆谋之人，非贪黩无厌之武夫，即大言不惭之书生。”武夫是指张勋，书生就是指他的老师康有为。这个通电发表，就有广西名流马君武打电报骂他说：
“复辟之事，张勋、康有为固为罪魁，倪嗣冲、梁启超辈尤为祸首。……民国成立以来，君（指梁）日以破坏《约法》、破坏国会