黎元洪以此为由，向朝廷奏请将自强军中己经练成的原江南护军前营500人调往湖北，扩充为前后两营，编成湖北护军，作为湖北练兵的模范。湖北新军的营制仿德国军制，张之洞任黎元洪为护军后营帮带，五品顶戴尽先补用千总;后又以黎擅骑术，任为马队管带。在湖北护军编练取法上，随着形势的变化，张之洞认为日本与中国同种、同教、同文、同俗，而且军事变革已经初见成效，所以中国想要学习欧美各国的军事制度，应该先以日本为阶梯。遂从学习德国转而师法日本，光绪二十四年(1898年)、二十五年(1899年)、二十七年(1901年)，在湖北当差的黎元洪受张之洞委派，先后三次到日本留学考察军事教育和观摩仙台大操，内容涉及各个方面，黎元洪逐步充当了清末军事现代化风潮的地方军制改革的先锋。

黎元洪每次考察回国后都写下日本军事考察报告送呈张之洞检阅，引起了张之洞的极大兴趣。学习考察后归来的黎元洪颇得张之洞赏识和倚重，被提拔为各营教练官，又兼训新兵，成为编练湖北新军的高级将官。

光绪二十五年(1899年)，黎元洪得张之洞保举侯补千总，以守备尽先补用。二十世纪初，清政府又开始推行清末新政，湖北开各省风气之先，加紧施行。黎元洪奉命协助办理将绿营、防营结束后，又增招新兵，扩充武备学堂设备。在日本所学的西式教育的洗礼下，黎元洪的军事思想开始进入了湖北最高军事决策层的视野，并付诸实践。

张之洞先后多次采纳他的军事改革建议:一是规定水陆各营所辖兵勇凡遇有重大过犯者，均交执法官审讯，不得擅杀;二是将武备学堂及防营将弃学堂合并改为武高等学堂，另设武普通中学堂。前者为张之洞军事学堂体系中的高等军事教育机构，后者为中等军事教育机构。武高等学堂程度与日本陆军士官学校相等，为武普通中学堂毕业学生升学之地，为湖北乃至全国培养了大量军事近代化所需的人才。三是湖北省会开办警察，从各营选拔优秀士兵进行训练后充任。因在军事实践中表现突出，黎元洪的仕途平步青云。

平步青云

黎元洪在镇压自立军起义和庚子汉口起事后，从免补千总守备，以都司尽先补用，授三品顶戴。光绪二十九年(1903年)到光绪三十年(1904年)，他奉命统带护军前锋四营，旋即提为清军协统，紧接着又升任第二镇统制兼护统领事，开始指挥张之洞麾下最精锐的新军部队。嗣后，他又提调兵工、钢药两厂，兼理丝麻纱布四局会办。此间，黎元洪率师阻击英、德舰队驶入长江的行动;协助建立了两湖劝业场及益智场、省城外火药库两所，颇有建树，受到清廷的嘉赏。黎元洪在新军建设上的积极努力，不仅使湖北军事改革走上了正轨，而且在官兵素质和军事教育等方面，为新型军事制度的确立奠定了基础。

随着湖北新军的建设规模不断扩大，黎元洪还兼管了六楚舰队(楚材、楚同、楚豫、楚有、楚观、楚谦等六舰)和四湖雷艇(湖鹏、湖鹊、湖鹰、湖集等四艇)，实际上掌握了长江舰队，把持了湖北陆军和水师两支重要的军事力量。光绪三十一年(1905年)，曾任天津水师学堂管轮班监督、黎元洪的授业之师萨镇冰调任总理南北洋海军广东水师提督。这为师徒二人加深接触到日后提供援助搭建了很好的外部基础。

次年，清政府派袁世凯与兵部侍郎铁良为阅操大臣在河南彰德(今安阳)举行秋操。湖北方面由张彪、黎元洪选拔人员参赛。黎元洪指挥得体，能与各省新军争胜，当场获得“军容盛强，士气锐健，步伐技艺均己熟练精娴，在东南各省中，实堪首屈一指”的好评。鄂军射击技术获得最优等奖励。黎元洪因此成为清军中赫赫有名的高级将领。

不久，张之洞奉调入京，赵尔巽继而为湖广总督，欲以黎元洪代张彪为第八镇统制。黎元洪力辞不就。光绪三十四年(1908年)，黎元洪又兼任中军副将，不久即卸与张彪。宣统元年(1909年)，黎元洪兼任武昌陆军特别学堂会办。他每逢外籍教习在校讲课时，常常列席旁听，与学生共求深造。先后听取日人教习铸方炮兵大佐及寺西步兵中佐等人讲述炮兵学及诱导计划等课程。

从光绪二十二年(1896年)到宣统三年(1911年)的十五年间，黎元洪一直在湖北担任重要职务训练新军，他知兵爱兵，和新军战士结下了深厚的感情，与此同时，随着湖北革命力量的渗入，他所带领的陆军第二十一混成协集结了大量共进会、文学社等革命团体的力量。随着清末民主革命力量的形成，黎元洪在湖北新军中的地位和作用日渐明显，成为清政府和革命党人双方都希望争取到的盟友。对清政府而言，黎元洪是其镇压随时可能发生的革命斗争的一支重要力量，是清政府国家机器腹部上一支重要触手。对革命党人而言，黎元洪使他们颇具好感，争取其反正对领导起义、推动革命形势发展具有特殊的带动作用。

军府都督

宣统三年(1911年)春夏，在清政府铁路国有政策的刺激下，湖北等地爆发了大规模的保卫铁路权益的斗争风潮。时任督办鄂境川汉铁路大臣主张由“自办”转为举借外债，推行“以官力压商力，以外资压内资”的政策。各界人士听说，都惧怕利权为外国攫取，群情汹汹，奔走呼号，力阻借款，掀起了轰轰烈烈的保路运动。

黎元洪身为湖北军界的领袖人物，以军界代表的身份成为湖北保路筹款组织“铁路协会”的成员。后来在公推保路会赴京请愿代表时，黎元洪虽为众望所归，但由于军界统领身份不宜出任代表而作罢。有人认为，保路运动是武昌起义之先声，黎元洪之所以在起义之后被举为大都督，与此时黎元洪的举措息息相关。

宣统三年(1911年)9月，武昌局势日渐紧张。南湖炮队失事给湖北当局很大震惊。文学社、共进会等湖北革命党人的起义领导机关不得不分散设置，采取隐蔽措施。10月2日到3日，黎元洪和瑞徵、张彪、铁忠等人两次召开紧急会议，策划防卫措施。因湖北省总军火库楚望台乃军事要害，军事参议官铁忠提议以第三十标第一营旗籍兵士替换革命党人居多的工程第八营兵士驻守，以防滋生意外。黎元洪反对。张彪考虑到工程第八营隶属自己的第八镇部下，为防人指摘，遂认同了黎元洪的建议。

10月9日，孙武等在汉口不慎引爆炸药，革命党人仓皇逃避，武汉三镇革命机关遭到清政府的大肆搜捕和围剿。随后，黎元洪被瑞徵委以按收缴的名册大行搜捕革命党人的任务。黎元洪害怕酿成巨变，于是向瑞微请示，请求适当地改变处理方法。瑞徵怀疑黎元洪怀有二心，严词申斥，立即派遣张彪率宪兵驰往工程营搜捕革命党。黎元洪认为杀了三个革命党，搜获了革命党的秘密名册，名册上很多是军中兵士，在军队中恐怕要出乱子了。

10月10日晚，武昌起义爆发。黎元洪坐镇协司令部一一第四十一标和三十一标同驻的左旗营房，黎元洪得知驻塘角的二十一混成协辍重队纵火起事时，即下令禁止官兵出入，并亲率管带、队官巡视营门，加意防范，又用会议形式，集官长于一室，借以延宕时间。黎元洪将四十一标全体官佐召集到会议厅，目的是防止他们发生哗变。然而此时军心动摇，黎元洪也无法控制。这时，他也清楚地认识到革命形势发展与自身将来处境息息相关。

10月11日，首义革命党人、湖北诸议局议员和绅商代表共同召开联席会议，集议革命不能群龙无首，当务之急是要马上请出一位德高望重、为国人所熟知的领导人，组建军政府。黎元洪被革命党人强迫推举为湖北军政府都督。汉口、汉阳光复，各国领事宣布“中立”，才宣告就职。各省都督府代表联合会成立后，先后推选黎为中央军政府大都督、假定副元帅、大元帅。