1897年年底，发生山东曹州教案，两名德国传教士被杀。德国乘机侵占胶州湾今青岛，俄国同时进占旅顺、大连，法国进占广州湾今广东湛江，英国进占山东威海，并要求拓展九龙新界。这激起了全国人民反侵略、反瓜分的更大声浪。康有为从广东赶到北京连续给光绪上了三书即第五至第七上皇帝书，再次强调变法维新的紧迫性。他指出，中国“譬犹地雷四伏”
《戊戌变法》，《中国近代史资料丛刊》第2册，1953年，第189页。
有立即被瓜分的危险。人民群众的反抗斗争普遍高涨，他警告光绪再不赶紧变法，“皇上与诸臣求为长安布衣而不可得矣。”《戊戌变法》，《中国近代史资料丛刊》第2册，1953年，第190页。
他要求光绪走日本明治维新的道路，亲定国家大政方针宣布变法。1898年春夏之交，光绪与慈禧的争权斗争日趋激烈。光绪决定利用不断高涨的维新运动来摆脱傀儡地位，向慈禧夺权。6月11日，他根据康有为提出的变法措施，颁布了“明定国是”的诏书，宣布变法。新政就从这一天开始，到9月21慈禧发动政变，共一百零三天，历史上称作“百日维新”。
6月16日，光绪召见康有为。康有为首先陈述中国在外国的逼迫和分割下，已经到了生死存亡的关头，非尽变旧法不能自强。光绪表示同意，说“今日诚非变法不可。”
康有为接着向光绪指出，近年来不是完全没有变法的行动，但只是“少变而不全变，举其一而不改其二，连类并败，必至无功”。他认为所谓变法，需要把制度法律先行改订，否则只是变事，不是变法。他请求光绪统筹全局，“先开制度局而变法律”，并说他研究过各国变法的情形，西方各国经过了三百年才富强起来，日本“维新”三十年就强了，中国好好变法，三年就可以自立，再加努力，就会和西方强国并驾齐驱。
康有为还就废八股、译书、游学、筹款等事项回答了皇帝的垂询，他希望皇帝多下诏书，把方方面面的变法措施尽快贯彻下去。谈话进行得非常融洽。召见之后，光绪特许康有为“专折奏事”，并任命他“在总理衙门章京上行走”。康有为便利用“专折奏事”的特殊待遇，夜以继日，拼命编书、写奏折，不断递进宫去。在三个月中，他又先后呈上所编《法国变政考》《突厥守旧削弱记》《波兰分灭记》《英国变政记》《德国变政记》《列国政要比较表》等书，并以本人或他人名义上奏37封，内容涉及政治、经济、军事、文教各个方面。光绪皇帝在维新中颁布的一系列新政上谕，基本上体现了康有为等维新派的改革建议，因此可以说康有为是戊戌变法的总设计师。
光绪根据自己的需要，对康有为等人的建议进行了取舍，在百日维新期间颁布了几十条改革的诏令。
经济改革。康有为等维新派关于经济改革的主导思想是对农工商业按照西方资本主义国家的模式，进行全面改造，使中国走上资本主义发展道路。在工业方面，强调奖励发明创造和允许民间筹资设厂。在商业方面，批判封建统治阶级“重本抑末”的思想，阐明“商若能盛，国以富强”的道理，建议在中国设立商部，各省设立商务局。在农业方面，强调农业是根本，提倡以西法治农。光绪帝接受康有为主张，颁布谕令，保护农工商业，设立农工商局，切实开垦荒地，提倡私人办实业，奖励新发明、新创造，颁布《振兴工艺给奖章程》12款，规定对士民著新书、创新法、制新器者，或赏给官职或给予专利。设立铁路、矿产总局，修筑铁路，开采矿产。设立全国邮政局，裁撤驿站。改革财政，编制国家预算，等等。各省督抚除湖南巡抚陈宝箴认真办理新政外，其余皆置若罔闻，借故推托，如对设立商务局一事，各省一直拖延未办。光绪帝异常愤怒，曾严旨切责两江总督刘坤一和两广总督谭钟麟。但直至政变爆发，经济改革收效甚微。
政治改革。包括两个方面：一是官制改革。百日维新期间，康有为对于政治改革最主要的主张是设立制度局作为议政机构，将一切政事制度重新商定，并于中央成立12局，作为推行新政的执行机构。这一主张虽得到光绪帝支持，却遭到顽固派大臣拼死反对，未能实现。康有为对改革官制的另一重要主张是区别“官”与“差”，即以虚官高位位置给予老臣，而办实事的重要差使一定要委任通达之才。在对待官制改革和裁冗问题上，主张持慎重态度。但光绪帝由于长期受后党顽固派压制，很想在变法时惩治后党大臣，所以没有完全听从康有为的劝告，而是采纳了前太仆寺少卿岑春煊提出的裁冗官的建议，于7月1日发布上谕，令裁撤詹事府、通政司、光禄寺、鸿胪寺、太常寺、太仆寺、大理寺等闲散衙门。外省裁撤湖北、广东、云南三省此三省督、抚同城巡抚等。这些冗衙冗官本应裁汰，但由于事先未对大批被裁官员的出路作适当安置，所以矛盾空前激化，守旧派对维新派更加切齿痛恨，“必欲得康之肉而食之”，加速了政变的到来。此为改革派急躁冒进，疏于策略的表现之一。二是广开言路，鼓励上书言事。按原来清朝定例，不仅普通百姓，即使四品以下京官和三品以下地方官亦无资格上奏章。6月15日、7月17日、7月28日朝廷先后发布谕旨，宣布大小臣工及一般士民均有权上书言事，各部官员上书，由各堂官代奏，士民上书，由都察院代呈，地方士民上书由本省道府随时代奏，而且规定，不准阻拦，否则以违旨惩处。同时又发布谕旨，鼓励各地开设报馆，发行报纸，并改上海《时务报》为官报。
军事方面的改革主要有：裁减绿营，淘汰冗兵，改习洋操，精练陆军，加强海军，加快新式武器制造等。
文教方面的改革主要有：开办京师大学堂，筹办铁路、矿务、海军等专门学堂，各省书院改为高等学堂；将各地旧式书院改为兼学中学和西学的中、小学堂；改革考试内容，废除八股，改试策论，讲求实学，选派学生赴日本留学；设立官办译书局，编译书籍，奖励著作等。
这些改革措施，显而易见，并没有触及到封建制度的本质。但是，在政治上开放了一定程度的言论、出版、结社的自由。经济上也制定了不少有利于发展资本主义的政策，在当时是积极的、进步的。在短短的两三个月中，康、梁等资产阶级代表人物非常活跃，一片黑暗的中国，透出了一些生气。
新政的推行代表了新兴资产阶级的利益，使帝国主义和封建顽固势力大为恐慌。封建顽固势力在帝国主义的支持下，加紧布置力量，准备策划政变。6月15日，也就是戊戌变法进入到第5天，慈禧要求光绪连下三道“上谕”：一，下令免去帝师翁同龢的协办大学士、军机大臣等职务，逐回原籍；二，凡授任新职的二品以上大臣，须到皇太后面前谢恩；三，任命慈禧亲信荣禄出任直隶总督，掌握大权。光绪帝也采取了反击措施，为了排除顽固守旧势力的障碍，9月5日，任命谭嗣同、杨锐、刘光第、林旭人为四品卿衔军机章京，作为他推行新政的助手。9月21日，慈禧太后发动政变，将光绪帝囚禁起来，宣布重新“垂帘听政”，并下令追捕和屠杀维新派。康有为、梁启超逃往国外。谭嗣同与杨锐、刘光第、林旭、杨深秀、康广仁被杀害，史称“戊戌六君子”。
资产阶级发动的这场轰轰烈烈的维新变法运动，经不起封建顽固势力轻轻一击，全部烟消云散，宣告失败，新政措施最后只剩下了一个京师大学堂。
维新运动失败的主要原因是多方面的。在西方列强加紧蚕食，民族危机空前深重的情况下，国家利益和王朝利益的冲突自然而然地引到了满汉冲突这个核心问题上。那些满族官僚虽然昏聩无知，但对权力的变化却极为敏感。在他们看来，维新变法的实质不过是要把权力从他们手中夺走罢了。整个满族统治集团很快意识到，无论变法给中国带来多大的好处，但都要让满族亲贵这个主要既得利益团体付出沉重的代价，不但可能丧失自己的特权，更有可能丧失三百年来一直把持的政权。改革固然是可以有利于国家的，但那些守旧派和既得利益者的代价也是沉重的。
维新派所代表的民族资产阶级存在着局限性，这是失败的主要原因。首先，不敢否定封建主义。他们同封建势力有矛盾，但又有千丝万缕的联系，不能也不敢摧毁封建势力。在政治上，不敢根本否定封建君主专制制度，幻想依靠光绪帝，实行自上而下的改革，逐步实现君主立宪。在经济上，虽然要求发展资本主义，却未触及封建主义的经济基础——封建土地所有制。在思想上，虽然提倡学习西学，却要树立封建思想权威孔子的旗帜，搞“托古改制”。
其次，对帝国主义抱有幻想，他们同帝国主义有矛盾，但也有难以割断的联系，缺乏反抗帝国主义的勇气。他们呼吁救亡图存，却又幻想西方列强能够支持自己变法维新，特别是幻想依靠英日来对抗沙俄。英日帝国主义表面同情维新派，但实质上是乘机扩大侵华势力，维新派乞求英日的支持，结果都落了空。
最后，惧怕人民群众。维新派的活动基本上局限于官僚士大夫和知识分子阶层。他们不但脱离人民群众，而且惧怕人民群众。没有人民群众的支持，在守旧势力反击时，他们就无计可施。
维新变法操之过急也是失败的一个很重要的原因。冰冻三尺，非一日之寒。要想改变中国的现状，需要一个很长的时间。而维新派没有很好地认识到这一点。在康有为等的鼓动下，光绪皇帝在条件不成熟之时，没有通盘筹划、妥善安置、耐心说服，匆忙裁减和严厉处理官员，四面树敌。这是将自己推向悬崖之举。百日维新的范围太大，措施太多，推行过急，在短短的时间内，根本无法适应现实，这也是他们考虑不周的地方。更有的是变法中的事情大多数都是从政治方面出发，没有从老百姓的切身利益出发，没有把点落实在他们最关心的问题——土地。维新派在舆论宣传上也采用了过激的言辞和一意孤行、感情用事的作法。在自己并没有掌握实权，没有形成权威的情况下，就要求裁撤以六部为代表的传统官僚机构。更有甚者，康有为在与老谋深算的荣禄谈话时，竟然口无遮拦，提出“杀二三品以上阻挠新法大臣一二人，则新法行矣。”这种不理智的策略，只能减少维新派的同情者和支持者。
另外，维新变法中没有发动人民群众。维新的主力是六君子，其支持者是读书人和光绪帝，但是，没有获得大多数读书人支持，实权掌握在慈禧手上，且这些变法者一直夹在政治斗争之间的情况下，人民群众才应该是变法中的主力军，只有依靠群众，发动广大人民群众，才有可能取得变法的成功。仅由一些具有资产阶级思想的知识分子来鼓动变法，这样失败的命运就不可避免了。但是，他们没有认清这一点，在变法的时候没有站在群众的角度考虑，操之过急，毕竟封建统治及封建思想在中国已经存在了几千年了，没有给人们一个适应的时间和过程，老百姓的生活受到严重影响，这样人们不仅不会支持变法，反而会抵抗变法，在这样的情况下，本来就堪忧的改革维新局势又进一步恶化。
维新运动的意义。戊戌变法运动虽然失败了，但仍具有重要的历史意义。首先，推动了人们的思想解放。在维新变法期间，维新派通过办报刊、学会和学堂，大量地传播西方近代自然科学和社会科学知识，介绍西方的自由、平等学说，抨击封建专制制度，鼓吹“兴民权”“开议院”“君民共主”，建立君主立宪制度，废除八股取士的科举制度，打开了人们的眼界，出现了“家家言时务，人人谈西学”的局面。这就为后来人们在新的条件下接受新的思想扫除了一些困难和障碍，给予了一定的启迪。
其次，促进了中华民族的觉醒。这场运动是19世纪末民族危机空前严重的产物，是中华民族同帝国主义矛盾激化的表现。当时维新派揭露帝国主义企图瓜分中国的阴谋，在朝野上下到处为救亡图存奔走呼号。他们提出近代意义上的民族主义和爱国主义概念，强调国家为国民所有，而非一人一姓的私产，从而使中华民族的觉醒达到了一个更高的水平。
再次，为民族资本近代企业和近代文教事业的发展创造了有利条件。维新期间，清政府颁布了一些保护和鼓励民族企业发展的政策，激发了人们“实业救国”的热情，形成了民族企业发展的第一次投资高潮。此外，这场运动对于近代文化、教育和学术事业的发展，对近代知识分子队伍的集结，以及社会习俗的变化等方面都产生了深远的影响。
最后，维新派在改革社会风习方面也提出了许多新的主张。如主张革除吸食鸦片及妇女缠足等恶俗陋习，提出“剪辫易服”的主张，倡导讲文明、重卫生、反跪拜等。其移风易俗、开启社会新风的效用不可低估。
戊戌变法，是一次资产阶级改良运动，是资产阶级变革社会制度的初步尝试。维新派试图在政治上建立资产阶级君主立宪制，在经济上发展民族资本主义，符合历史发展趋势。同时它也是一次爱国救亡的政治运动。在民族危机加剧的时刻，维新派以变法图强、救亡图存为目标，进行广泛的宣传鼓动，希望通过改革使中国走向独立、民主和富强，从而摆脱帝国主义列强的侵略，表现出强烈的爱国热情，激发人民爱国思想和民族意识。
戊戌变法运动对民主革命运动的展开也提供了深刻教训。这场政治运动暴露了顽固派极端反动凶残的本质，他们拒绝任何进步和改革。在他们的统治下，自上而下的改革道路根本行不通。不流血的戊戌变法，以流血的戊戌政变而结束，维新志士的生命唤醒了国人——在半殖民地半封建的中国，想通过和平的手段取得国家的独立、民主和富强，这条路根本走不通，以致许多维新志士认为必须采用革命的手段推翻他们的统治，推翻帝国主义、封建主义联合统治的半殖民地半封建的社会制度。戊戌变法的失败促使更多的人抛弃了改良的幻想，走上革命斗争的道路。一些维新派后来变为革命派，不少康梁信徒后来成了革命党人。