蔡元培回國後擔任了教育總長，把德國留學的成果應用於中國教育，結合國情發展出了適合中國的教育方針，就在蔡元培工作逐漸走上正軌的時候，他被迫接受了一個新的任務。
當是孫中山被推舉為臨時總統，麵對手握軍事和政治實權的袁世凱，心懷家國的孫中山認為，如果袁世凱能同意共和政體的話，自己不是一定要擔任總統之職；此外他還擔心自己當總統後，袁世凱會用武力來鎮壓革命軍。於是孫中山聲明，如果袁世凱能推翻清政府，就把大總統的位置讓給袁世凱。
1912年2月中旬，袁世凱迫使清帝退位，孫中山遵守承諾辭職，然後推舉袁世凱成為總統。但孫中山同時也列出了三個條件：一是南京是由各省代表議定的臨時政府地點，不能更改；二是新總統要到南京就任；三是新總統必須遵守臨時政府製定的約法和頒布的法律及章程。對於這三個條件袁世凱遲遲沒有回應，孫中山為了維護革命成果，就派出蔡元培擔任專使去迎接袁世凱來南京上任。實際上老謀深算的袁世凱已經勝券在握，又怎麽會答應孫中山的條件呢？當時局內人士都勸說蔡元培不要接下這個費力不討好的任務，不可能成功；但蔡元培從大局出發，考慮形勢後認為無法推卻，還是接受了這個任務，前往南京。
蔡元培一行專使團到達北京後，與袁世凱進行了長達三天的會談。表麵上看，袁世凱擺出一副對於到南京上任毫無異議的態度，但卻旁敲側擊地表明身邊的其他人都很反對，也以北方局勢尚未安定為借口一再拖延動身的日期。2月29日晚發生了三鎮兵變，亂軍闖入專使團駐地大肆搶掠，蔡元培一行毫無還手之力，隻能在第二天清晨避到六國飯店。這時候袁世凱的手下孫寶琦過來慰問，說亂軍是因為“怕袁世凱離開北京拋棄他們”才這樣做的，搶掠專使團的行為隻是為了能回老家。在這之後，又連續發生了天津和保定等地的兵變，外國列強也借機調兵入京，局勢一片混亂。在這種情況下，南京方麵隻能向袁世凱讓步，讓他留在北京，將北京確定為臨時政府所在地。