甲午戰爭以1894年(清光緒二十年)7月25日豐島海戰的爆發爲開端，至1895年4月17日《馬關條約》簽字結束。
最終，清朝政府和日本明治政府於1895年4月17日(光緒二十一年三月二十三日)，在日本馬關(今山口縣下關市)簽訂《馬關條約》。
根據《馬關條約》規定，中國割讓遼東半島(後因三國干涉而未能得逞)、臺灣島及其附屬各島嶼、澎湖列島給日本，賠償日本2億兩白銀。中國還增開沙市、重慶、蘇州、杭州爲商埠，並允許日本在中國的通商口岸投資辦廠。
《馬關條約》簽訂的消息傳到國內，中國的失敗、不平等條約的簽字，深深刺痛了蔡元培這位青年知識分子的心。
個人正春風得意之時，國家卻面臨滅頂的危難，蔡元培還沒來得享受功名帶來的榮耀、施展滿胸的才華，就值逢國家傾危的巨禍。巨大的反差，對蔡元培的刺激是無可言表的。
國家興亡匹夫有責，何況蔡元培這樣的深懷家國憂患的熱血學子呢！他再也無法安心地正襟安坐於朝堂之上，閒散優遊於詩酒酬對之中。我們從蔡元培青年時的一些作爲中也大致可以看到，這是一個深深把濟世情懷、忠孝信義的儒家品質寫入靈魂深處的人，這樣一個人，怎會只關心個人寵辱而把世事的安危置之度外。
蔡元培認爲，甲午戰敗乃是中國數千年曆史上前所未有的奇恥大辱，“聚鐵鑄錯，一至於此，可爲痛哭流涕長太息者也”。他說，“韓、魏於秦，宋於金，不如是之甚也”，就是說，他認爲這個馬關條約簡直比戰國時期韓、魏屈事於秦，南宋屈事於金更加讓國人屈辱。他譴責清王朝的治下“疆臣跋扈，政府闒茸，外內狼狽，虛疑恫愒，以成煬竈之計，聚鐵鑄錯，一至於此”。
1894年底，李慈銘因病逝世，李家南歸，蔡元培移居北京城南半截衚衕的紹興會館。
甲午戰爭的慘敗，促使已近“而立之年”的蔡元培重新思考許多問題。而“甲午之後，朝士竟言西學”的大氣候，也推動着他開始如飢似渴的攝取新學。
1895年夏開始，許多朝中官員，特別是主戰的清流們，憤於《馬關條約》的簽訂，紛紛請假離京返里。這一年的秋天，蔡元培也向上司乞假回鄉一年。
歸家途中，元培特赴南京，拜謁了他心儀已久名滿天下的兩江總督張之洞。張之洞對這以“怪八股”著稱的後起之秀也很高看，接待他時，正巧康有爲會試時的房師餘誠格也在場，他們很自然地談到了康有爲。
讓蔡元培有些意外的是，張之洞這位封疆大吏能對康大加讚揚，說他“才高、學博、膽大、識精，許爲傑出的人才”。
蔡元培素來敬佩這位張香帥的見識， 對他贊楊康有爲的話印象深刻。
此前，蔡元培曾以讀書人的眼光，對康有爲的《新學僞經考》很不以爲然，但對康有爲不久前的公車上書的壯舉十分讚佩。從與張之洞的談話中， 蔡元培深切的感悟到，甲午之後中國的社會正在發生着的變化。
1896年，在故鄉紹興閒賦的一年裡，蔡元培的讀書興趣完全轉到了西學上，特別關於日本這幾十年是如何強大起來方面的讀物。
此前，在甲午戰爭進行之時，他就已經研讀了顧厚琨的《日本新政考》和李小池的《環遊地球新錄》等書，這一時期，他又先後閱讀了日本岡本監甫的《日本史略》、沈仲禮的《日本師船考》、鄭觀應的《盛世危言》、梁啓超的《西學書目表》和《讀西學書法》、華蘅芳的《算草叢存》、以及《遊俄彙編》、《電學源流》、《電學綱目》、《光學量光力器圖說》、《聲學》、《代數難題》、《幾何原本》、《農學新法》、《支那教案論》、《西學啓蒙》、《日清戰史》、《生理學》、《進化新論》等等。
在這些書籍中蔡元培看到的，幾乎是一個和以往完全不同的全新的知識天地和全新的世界。
毫無疑問，學習是一種能力，而蔡元培是當之無愧的學習能力超羣之人。一個飽學經史的翰林學士，能夠靜下心來讀這些學科廣泛，內容生澀的各類書籍，除了學習能力，更有一種內生的動力在激勵。
這一時期的蔡元培，對自己的人生進行了全新的思考，認識到：故紙堆再也找不到出路，先前所通行的考據、訓詁做學問的路子，根本無法解決現實的問題。
長期傳統教育薰陶出的對家國天下的責任感和使命感，使蔡元培不願再埋頭於經史子集這些給他帶來功名榮耀的經典。他把頭擡了起來，放眼四望。他想擴展自己的知識面，向西方先進國家學習治理經驗，發掘救國救民的方略，尋找世界觀、方法.論上的支撐點。
進入翰林院之前，蔡元培只是一個典型的忠孝節義式的傳統知識分子，但國家的驚天之禍襲來，蔡元培的意識開始轉變了。
對蔡元培來說，這一年是洗腦的一年，是浴火重生的一年。如同他自己所說：“少酖舉業，長溺文詞，經沽史法，亦窺藩籬，生三十年，始知不足”，“未嘗不痛恨於前二十年之迷惑而聞道之晚”，決意“迷途回車，奚翅炳燭”，“ 他簡直像獲得了精神上的新生”。
1896年12月，蔡元培自陸路乘馬車回京銷假。
1897年的北京，喧囂着改良的思潮，《時務報》、《新聞報》等連篇累牘 的倡揚變法。粵學會、蜀學會、閩學會等在京的各省人士，紛紛發起成立維新團體。很快，公車上書的領軍、維新運動的領袖康有爲再次來京，多次上書要求變法；標誌着這場維新運動，正在從思想醞釀轉變爲付諸行動。
毫無疑問，蔡元培在思想上是屬於維新派，只是，他已經過了特別容易頭腦發熱的青蔥年歲。一個飽學經史又接觸涉獵了大量近代科學知識的人，對任何事情都是不會盲從的，都要經過一個獨立思考的過程，想一想是否真有道理，是否行得通。
但是，如果仔細觀察，還是能發現蔡元培有了特別大的變化。他的北京寓所書房中懸掛着十個大字：“都無做官意，惟有讀書聲。”
一個剛剛入仕的翰林，已經把功名和利祿放到一邊了，此時的蔡元培所熱衷的事，是要在知識領域尋找新的天地，爲民族的出路找到根本的解決之道。
這段時間，他仔細研習了《適可齋紀言》四卷，在心得中寫道：“其人於西學極深，論鐵道，論海軍，論外交，皆提綱挈領。批卻導窾，異乎沾沾然芥拾陳言，毛舉細故以自鳴者。”
他還通覽了駐英公使館參贊宋育仁撰寫的《採風記》五卷，認爲“其宗旨，以西政善者都暗含中國古制，遂欲以古制補其未備，以附於一變主道之誼，真通人之論”
與一些慷慨陳詞高喊變革的人們不同，蔡元培是在探索改什麼，如何去改。表達了他在爲改良運動思想探源。
他欣賞對於西學進行融會貫通後做出深刻闡釋，鄙薄淺嘗轍止的浮泛議論。同樣，和有些瞭解了一點西學就把自己祖國的傳統文化說得一無是處的人不同，蔡元培從接觸西學之初，就努力在把中西文化相比附相攀援，而不是一定處於相互對立之中。這樣的思想風格，對他的一生產生了重大影響。
這一年的初夏，蔡夫人王昭攜幼子來京。蔡元培於是搬出會館，在“方略館”暫居一段時間後，帶着家眷搬入繩匠衚衕的一個寓所。
與家人在一起生活總是幸福和快樂，也使得他在京的生活更爲安定。每天能抽出時間，和自己的寶貝兒子玩耍，體會到爲人之父的天倫，讓他的人生更加豐富多彩。
有閒暇時間，他也會帶着妻小，到京城一些名勝古蹟遊玩。很多地方其實他此前一個人也未曾去過，比如潭柘寺。早就聽說先有潭柘寺，後有北京城的說法，他倒可以趁此機會考證一番。
然而，國事卻不停的打破他平靜的生活。
這一年的11月，發生了德國傳教士在山東被殺，德國派兵強佔山東膠州灣的事件。
12月，又傳來消息，俄國軍艦強行佔領旅順口和大連灣。其他列強也爭先恐後，欲在中國謀取特殊利益。
目睹自己的祖國，如同一個待宰的羔羊，蔡元培在自己的日記中氣憤地寫道：“吾中國近二十年仿范雎遠交之策，甚睦於德，近又推誠於俄，不自強而恃人，開門揖盜，真無策之尤也。”
處於朝堂之中的蔡元培，整日見識着清廷當權人物們的昏庸，京中大小官員，在國家和民族生死存亡之際，整日鑽營名利，置國難於不顧。他漸漸感到請朝這個政權，已經沒什麼指望了。
苦悶和失望在一段時間籠罩着他，他的脾氣變得很壞。紹興盛產酒，蔡元培的父母酒量都很大，他也很能喝酒。在這段時間，他在與朋友飲酒後，卻常常酩酊大醉。有幾次，酒醉後竟對身旁之人破口大罵。
平日裡，蔡元培歷來以謙謙君子著稱，這段時間卻變了個人。言及此事，一般人恐難會信，但這卻是真的。他在“自述中”也提到過：‘我父善飲，我母亦能飲，我自幼不知有酒戒，……到北京，京官以飲食佂逐爲常，尤時時醉。”
傳統道德下的讀書人，平日裡恪守禮儀，酒醉後就難於自控了。長期的憂慮和苦悶，總得有地方宣泄。對蔡元培瞭解很深的人清楚，他其實是個很豪爽的人。
這一年，他慘加了在保和殿舉行的，選拔各省鄉試主考官和會試考官的考試。他一如既往，只是他的“怪八股”更加得心應手、爐火純青。因爲獲得了會考考官的資格，其六叔蔡銘恩來京應試時，他按例請求迴避，以免其叔不能應考。
在維新思想家中，對蔡元培影響最大的是嚴復。
嚴復譯述的赫胥黎的名著《天演論》，1898年4月出版後9個月，蔡元培便認真地讀完這部書，他後來寫道：“丁戊之間，乃治哲學。侯官瀏陽，爲吾先覺。”
是嚴復等人的新思想喚醒了蔡元培的精神世界。
這一時期的蔡元培，進一步接觸了大量近代科學與民主思想著述，在翰林院內，鑽研那些被固守封建傳統的舊派人士斥爲“奇技淫巧”“左道旁門”的西方科學知識。
原因很簡單，在這時候的蔡元培看來，中國不是敗於“道”，而是敗於“術”。就“道”而言，中國傳統哲學的深邃精微，世難匹敵；但重道而輕術，導致中國完敗於船堅炮利的重術之國，使他不得不轉變思路。
蔡元培兼有着中國知識分子的厚重和東南文士的輕靈，他不願也不屑因循守舊。這從他做文章上也看得出，不是一味地迎合科考，而是獨闢蹊徑。