5月9日，袁政府接受了日本提出的条件。“二十一条”的谈判与签订，在全国激起了强烈的愤慨和反抗。3月间，上海绅、商、学各界联合发起4万人的国民大会，决议提倡国货，拒用日货。
各地纷起回应，迅速形成遍及全国的抵制日货运动。北京、天津、杭州等地商民、学生及海外华侨亦纷纷集会，一致抗议日本的侵略行径，要求政府拒绝日本的无理要求。各地青年学生纷纷组织团体，每年以5月9日为“国耻纪念日”，进行爱国救亡斗争。袁世凯对各阶层群众的爱国行动，一概斥为“排外之观念”、“野蛮无知之举动”，发布《大总统申令》，“严加取缔”，“严拿惩办”。
他有他的思路和做法。在“国耻”、“卖国”的愤怒浪潮中，“二十一条”谈判的内幕，长期不为人们所知。时任外交次长、参加谈判的当事人之一曹汝霖，留下了一份亲历记录；时任国务院参议兼大总统府秘书的曾叔度留下了一部未刊稿本《我所经手的“二十一条”内幕》，揭示了部分实情。事实上，袁世凯对“二十一条”的实质十分清楚。
在日本公使递交“二十一条”的翌日早晨，袁世凯召集外长孙宝琦、次长曹汝霖、秘书长梁士诒、政事堂左丞杨士琦到总统府，明确指出：日本这次提出的“二十一条”意义很深。他们趁欧战方酣，各国无暇东顾，见中国事已定，隐怀疑忌，故提出这个东西，意在控制中国，不可轻视。此条文的第五项，万万不可商议。又把曾叔度找来，让他密探日本内阁的真正意图，说：“昨天日本公使带同翻译来见我，向我提出要求‘二十一条’，并一再嘱咐，万勿泄漏。所要求大无理，令人愤恨。”袁世凯对“二十一条”逐条细阅批示，吩咐“与日本谈判时，应逐项逐条商议，不可笼统并商”。
下为袁世凯部分批示。对旅大南满铁路年限问题批：此本于前清中俄协定东三省会议时，已允继续俄国未满之年限，由日本展续满期，今又要重新更定。但将来若能收回，对于年限没有多大关系，此条不必争论。对承认德国利益问题批：应双方合议，何能由日本议定，由我承认，这是将来之事，不必先行商议，可从缓议。对合办矿业批：可答应一二处，须照矿业条例办理，愈少愈好，可留与国人自办。对建造铁路批：须与他国借款造路相同，铁路行政权须由中国人自行管理，日本可允与以管理借款之会计审核权，惟须斟酌慎重。
对开商埠批：须用自开办法，并应限制，免日本人充斥而来，反客为主。对汉冶萍铁矿厂批：这是商办公司，政府不能代谋。对浙闽铁路批：须查卷，似与英国有关。
对出让福建屿批：荒唐荒唐，领土怎能让与第三国。对内地杂居批：治外法权未收回之前，不能允以杂居。对第五项批：此项限制中国主权，简直似以朝鲜视我，这种条件岂平等国所应提出，实堪痛恨。日本自己亦觉不妥，故注“希望条件”，不理可也，万万不可开议，切记切记（两句加朱笔密圈）。
谈判期间，袁世凯为争取主动，还曾进行幕后运作：请人赴日本游说日元老重臣；收买日本间谍；秘密以16万日元“运动费”支持日本议员竞选，使他们弹劾大隈内阁等。而最后签订的文本不是“二十一条”，实际上只有“十二条”。曹汝霖说“所议定者，不满十条，而世人对此交涉不究内容，以讹传讹，尽失真相”。
第五项的七条没有签订，第四项全部删除，第三项中的两条删除一条，第一、二项中的十一条最后签订的条文不是“留待日后磋商”，就是加进了限制条件。即使是已经签订的几条，后来也大多被袁世凯破坏掉。
袁世凯说：满洲外的要求，我尽量全数驳回。满洲内的要求，多少答应几点，而这几点纵答应了，我有办法要他等于不答应。不但如此，我还要杀他个回马枪！……购地租地，我叫他一寸地都买不到手；杂居，我叫他一走出附属地，就遇到生命危险；至于警察顾问用日本人，我用虽用他，每月给他几个钱罢了，至于顾不顾，问不问，权却在我。
我看用行政手段可以破坏条约，用法律破坏不了的其他各条，我都有破坏之法。袁世凯一老秘书不以为然，认为“既然签订了条约，就应该重视履行，明知不行，而虚与委蛇，表面允其所要求，暗中却加以破坏，必为祸根。本应推诚布公，向日本明言不能应允的原因。
如果对方不听，纵以兵戎相见，彼曲我直，胜败之数，尚不可知，而我理直气壮，虽败犹荣。我的意思本应坚持不允。今既允矣，成事不说，壮士断腕，听客所为。白山黑水，暂同弃地，痛定思痛，在关内励精图治，待机而动，收复故土，似亦一策”。袁世凯以为书生之见，嗤之以鼻，说：“推诚布公果能成事，世界早太平了。”
据载：针对“二十一条”中“日本人可在南满买地”的条款，袁世凯秘密制定了一个《惩治国贼条例》：凡未经政府许可，私卖田土与外国人者以国贼论，杀无赦。这条例未见颁布，但东北军界及民间皆传言确有此不成文法。当时，东北的张作霖不过兵千人，枪千余支。“二十一条”签订后，袁世凯派段芝贵密赴奉天数次，笼络张作霖抗日获得成功。此后张作霖势力陡增，公开宣称：有我在，日本人不敢走出附属地，东北一寸土地也到不了日本人手中。
后来，日本人说：“我们日本人在东北，被囚禁于附属地界内，一步不敢出附属地。”至于向中国人购地、租地，更谈不上。日本受中国各机关聘雇人员说：“我等名为顾问，其实绝无人顾，绝无人问。”日本首相寺内正毅也曾说：“大隈（前任日本首相）内阁向中国要求二十一条，惹中国人全体之怨恨，而日本却无实在利益。”言之凿凿、流传至今，长期以来被人们普遍接受的说法是：袁世凯之所以与日本签订“二十一条”，是因为他与日本人有密约，以换取日本支持他称帝。这其实没有史实上的根据。
即使写《袁世凯传》痛骂袁世凯的陶菊隐也在这一点上为袁世凯辩诬说：外界传说他与日本人订立“二十一条”另有密约，实在是没有这回事情。陶菊隐在《袁世凯传》中写到，袁世凯被迫在“二十一条”上签字后，好多天神志不宁。他让丁佛言撰写了一本书，叫《中日交涉失败史》，印刷了五万册，密存山东模范监狱中。他经常对左右说：“句践不忘会稽之耻，最后终于打败了吴国；那些咄咄逼人的人终有肉袒牵羊之一日，到那时，此书就可以问世啦。”
袁世凯又在一次“百僚大会”上发表有关此事的密谕，如下：
国事粗定，欧战发生，关系于均势者甚大。日本利欧战列强之相持，乘中国新邦之初建，不顾公法，破坏我山东之中立。军队所至，四境骚然。
官吏见侮之横，居民被祸之惨，笔不能罄，耳不忍闻。中国受兹痛苦，方以退兵为抗议，彼不之省，又提出酷烈要求之条款，其中最为难堪者，曰切实保全中国领土；曰各项要政聘用日人为有力顾问；曰必要地方合办警察；曰军械定数向日本来买，并合办械厂，用其工料。此四者直以亡韩视我！如允其一，国即不国，牛马奴隶，万劫不复。予见此四条，曾向在京文武重要各员，誓以予一息尚存，决不承诺；即不幸交涉决裂，予但有一枪一弹，亦断无听从之理。
具此决心，饬外交部人员坚持磋商，此外凡损失权利较重者，均须逐字斟酌，竭力挽回。乃日人利用中国乱党，各处滋扰，而又散布谣言，蛊惑各国，分遣大枝陆军，直趋奉天之沈阳、山东之济南，海军亦时在渤海出没游弋。因之举国恐惶，全球震动，不知其用意所在。予以保全国家为责任，对外则力持定见，终始不疑；对内则抚缉人民，勿令自扰，将及四月，持之益坚。彼遂以最后通牒迫我承认。然卒将最烈四端，或全行消灭，或脱离此案；其他较重之损失，亦因再三讨论，得以减免，而统计已经损失权利颇多！疾首痛心，愤惭交集。往者已矣，来日方长，日本既有极大政略，谋定已久，此后但有进行，断无中止。兼弱攻昧，古有明训。
我岂可以弱昧自居，甘为亡韩之续？处此竞争世界，公理强权，势相对待，人有强权之可逞，我无公理之可言。长此终古，何以为国？经此次交涉解决之后，凡百职司，痛定思痛，力图振作……我汉族皆神明之胄裔，诘以斯言，能甘心忍受否？其亡其亡，系于苞桑。惟知亡，庶可不亡，凡百职司，其密志之！此谕。袁世凯谢世之日，有人在他的书案上发现了他亲笔书写的一句话：“为日本去一大敌，看中国再造共和。”这或许是他死前留以自挽之话。
“二十一条”的交涉刚刚结束，“共和不适于中国国情”的流言便不胫而走。1915年8月，袁世凯宪法顾问、美国人古德诺在上海《亚细亚报》发表题为“共和与君主论”的文章，指称中国“大多数之人民智识不甚高尚”，“无研究政治之能力”；辛亥革命“由专制一变而为共和，此诚太骤之举动，难望有良好的结果”；“中国如用君主制，较共和制为宜”。
袁世凯法律顾问、日本人有贺长雄也发表《共和宪法持久策》，鼓吹中国须由袁世凯做皇帝，总揽大权。8月，杨度、孙毓筠、严复、刘师培、李燮和、胡瑛等六人，组织了“筹安会”，人称筹安会“六君子”。筹安会名为“学理讨论”，实为袁世凯复辟帝制张目。他们援引古德诺之说“君主实较民主为优，而中国尤不能不用君主国体”，通电全国各地文武官吏、商会团体速派代表进京，讨论国体问题。
袁世凯在各地的支持者纷纷派代表进京参加讨论。仅数天，筹安会即宣布各省机关及各团体代表投票表决“一致主张君主立宪”，并向全国通告：
立国之道不外两端，首曰拨乱，次曰求治。中国拨乱之法，莫如废民主而立君主；求治之法，莫如废民主专制而立君主专制。9月，在京各省文武官吏的代表分别组成“公民请愿团”。随之，各种请愿团纷纷出笼，什么商会请愿团、教育会请愿团、妇女请愿团、乞丐代表请愿团、人力车夫代表请愿团、孔社请愿团等，五花八门，无所不有。这些请愿团和筹安会各省请愿团一起，向参政院投递实行君主制的请愿书，掀起复辟帝制的风潮。9月19日，袁世凯亲信梁士诒组织“全国请愿联合会”，两次请愿尽快决定国体。
随后，在“全国国民代表大会”名义下，各省选出国民代表1993人，分省进行国体投票，然后再将票汇集北京。投票代表获赠巨额“川资”、“公费”，安排豪华旅舍、宴饮、娱乐；所投之票一律印上“君主立宪”四字，实行记名投票。
