同出任川汉、粤汉铁路督办大臣的端方入川。在保路运动中，端方因镇压运动被杀，刘师培也在资州被革命军拘捕。辛亥革命胜利后，刘由孙中山保释出狱。出狱后，刘经谢无量介绍，到四川国学院任教。刘师培后出任成都国学院副院长，并在四川国学学校兼课，讲授《左传》、《说文解字》等课程，又与谢无量、廖季平、吴虞等人发起成立四川国学会，著《废旧历论》等。
1913年夏，刘师培离开成都，他在《与成都国学院同人书》中称自己本想在川兢兢业业，重振国学，无奈力不从心，加上疾病缠身，准备返回家乡。然而，他并没有回到家乡仪征，而是到了山西，担任南桂馨家的家庭教师。后经南介绍，成为阎锡山的幕僚。
阎锡山看重刘师培的学问，将其推荐给袁世凯。在袁世凯称帝的过程何中，刘师培不遗余力为袁服务，曾任公府咨议、参政院参政等职，后又加入“筹安会”。1916年，他为袁世凯所写的鼓吹帝制的《君政复古论》还没来得及全文刊登，袁世凯便一命呜呼。刘师培本被列入通缉名单，幸得李经羲担保，他才免受牢狱之灾。