以遏制日本。翌年，美国将部分庚子赔款退还给中国政府，此时唐绍仪被派为专使，赴美活动。在美期间，他继续鼓动美国财团到东北投资，并以考察财政为名，亲身访问欧洲日本等八国。但最后日本拉拢了美国抢先签订了日美协议，使唐绍仪的计划落空。但也能从这些事情当中看出唐绍仪的爱国之心。
武昌起义爆发后，清廷起用袁世凯为总理大臣。唐绍仪深受袁世凯器重，被聘任为袁士凯内阁的全权代表，赴上海与南方民军总代表伍廷芳谈判议和。在南北谈判中，孙中山成功团结争取了唐绍仪，使其逐步走上了孙中山所指引的民主革命道路，与孙中山携手合作，促成了共和制度在中国的建立。
作为袁世凯议和专使的唐绍仪少年留美时曾接受过民主共和思想的熏陶，他认为清廷不足保全，共和应该推动。基于这种思想，自唐到达上海的第二天起，和议就分明暗两条线，一是唐绍仪、伍廷芳的公开谈判，一是著名的“惜阴堂”密议。12月25日，孙中山归国抵沪，旋即在惜阴堂会见了唐绍仪。两人“同乡里，彼此一见，以乡音倾谈，握手称孙中山，似故交。此后不三五日而一晤，尽掏肺腑”。自此，唐绍仪的思想有了新变化，对孙主张的西方议会制表示赞成。
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