1895年4月，日本与清政府签订《马关条约》的消息传到北京，康有为发动在北京参加考试的一千三百多名举人联名上书光绪皇帝，陈述中华民族危亡的严峻形势，痛批丧权辱国的卖国条约。提出拒绝耻辱的和平，要求把国家的首都迁往西安，重新训练和建立军队，抵御外国列强的侵略，并进行自上而下的政治改革，强盛国力。当时齐集在北京参与科举会试的十八省举人，看到《马关条约》中中国割去台湾及辽东，并向日本赔款两万万两的消息，一时间群情激奋，4月，康有为、梁启超写给光绪皇帝的万言书，提出拒和、迁都及变法的主张，得到一千多人连署。5月2日，康有为、梁启超二人，带领十八省举人及数千市民，集合在都察院门前要求代奏。因为外省举人到京是由朝廷的公车接送，事件亦被称为“公车上书”。虽然公车上书在当时没有达到直接实质的效果，却形成了国民问政的风气，随后催生了各式各样不同的议政团体。当中由以康有为、梁启超二人发起的强学会最为声势浩大，更曾一度得到皇帝老师翁同龢、南洋大臣张之洞等清朝高级官员的支持。所以1895年以举人为主体发动的“公车上书”活动，揭开了中国资本主义改良运动维新变法的序幕。
公车上书失败后，为了进一步使维新变法在更大的范围和更高的层面得以推广。康有为、梁启超创办《万国公报》，通过介绍资本主义国家的经济情况，继续宣传维新变法。不久，他们联合朝中大臣在北京组织强学会，定期集会演讲。随后，他们又把《万国公报》改名为《中外纪闻》，作为强学会的机关报发行。维新派的政治团体形成了。新政内容主要涵盖教育、军事等多方面的政策和体制。其最终目标，是推行君主立宪制。康有为向光绪皇帝赠送自己的著作《日本变政考》和《俄罗斯大彼得变政记》，还有李提摩太翻译的《泰西新史揽要》和其他有关各国改革的书。目的在于使光绪皇帝倾向于以明治维新为改革的蓝本，来推动中国的变法改革。
1896年8月，维新变法运动重要的宣传阵地《时务报》在上海创刊首发，成为维新派宣传变法的舆论中心。1897年冬，维新志士严复在天津主编《国闻报》，成为与《时务报》齐名的在北方宣传维新变法的重要阵地。1898年2月，谭嗣同、唐才常等人在湖南成立了强学会，创办了《湘报》。在康有为、梁启超等维新志士的宣传、组织和影响下，凭借当时清政府的内忧外困，全国形成了议论当时时事政治的新风气。截至1897年，在国内各地已经建立以变法、自强、图存为宗旨的学会三十三个，以学习西学或中西兼顾的新式学堂十七所，出版各类宣传报纸、刊物达到十九种。而到1898年，这类的学会、学堂和报馆达三百多个。形成了国内进行维新变法的宣传舆论氛围。
1897年11月在山东发生了曹州教案，两名德国传教士被杀。德国乘机借口侵占胶州湾（青岛），俄国同时占领了旅顺大连，法国占领了广州湾（今广东湛江），英国占领了山东威海，并要求将香港的殖民地界拓展到九龙和新界。日本也不甘落后，强迫清政府将福建划分为自己的势力范围。曹州教案的发生更直接暴露了清朝政府统治的昏庸无能，从而也直接推动了维新运动从理论宣传转到政治实践，将维新变法运动得以开展的政治氛围推向了高潮。12月，康有为第五次上书给光绪皇帝，陈述列强瓜分中国，形势迫在眉睫。1898年1月29日，康有为写《应诏统筹全局折》，这个折子中的核心思想是戊戌变法政治维新的蓝本。4月，康有为、 梁启超在北京发起成立保国会，以实际行动开始为变法维新做了直接准备。
1840年鸦片战争战败后，中国跟世界的关系出现前所未见的改变。接连的外忧内患，使清政府及一大批知识分子逐渐意识到必须要改变以自强。咸丰、同治年间开始，清政府进行洋务运动，希望能够学习到西方先进的技术和生产经验转而抵抗外部的侵略。各地先后引入外国新科技，开设矿业、工厂，建设铁路、架设电报网，培训技术人才。在军事上也建立了远东最具规模的北洋水师。1894年至1895年发生甲午战争，清政府被日本打败，北洋水师全军覆没。证明只靠经济上的技术革新未能从根本上改变中国的落后局面。于是出现了要求从更基研的层面，包括政治体制上，进行变法维新。
光绪皇帝虽然在17岁时已在名义上亲政，但军政实权一直仍然掌握在慈禧太后的手里。面对列强瓜分的危险，光绪于1898年（戊戌年）向慈禧要求实际的权力，让他进行朝政的改革。1898年6月8日，徐致靖上书《请明定国是疏》（康有为代拟）请求光绪皇帝正式改变旧法，实施新政。上书后的第三天6月11日，光绪颁布《明定国是诏》，表明变更体制的决心，这亦是百日维新的开始。之后光绪皇帝召见康有为，调任他为章京行走，作为变法的智囊。其后又用谭嗣同、杨锐、林旭、刘光第等人，协助维新。在维新人士和以光绪皇帝为首的帝党官员的积极推动下，维新新政从1898年6月11日开始，到9月21日慈禧太后发动政变，囚禁光绪皇帝，废除变法指令为止，历时一百零三天，史称“百日维新”。1898年以中国传统的干支纪年法称作戊戌年，所以维新变法运动又称为“戊戌变法”。
新政内容主要有裁汰冗员、废八股、开学堂、练新军、满汉平等等，涵盖教育、军事等多方面的政策和体制。其最终目标，是推行君主立宪制。康有为向光绪皇帝赠送自己的著作《日本变政考》和《俄罗斯大彼得变政记》，还有李提摩太的《泰西新史揽要》的译本和其他有关各国改革的书。这些著作都成为戊戌变法的最初蓝本。百日维新的过程中，政府自上而下出台了很多改革措施，其措施的涵盖范围之广、内容之多、改革力度之大，令人惊讶。总结起来共有以下几个方面：
教育改革方面：创办京师大学堂，所有书院、祠庙、义学、社学一律改为中学和西方学兼有的学堂，各地方省会设立高等学堂，郡城设立中等学堂，州县设立小学堂，并且鼓励地方和私人开办学堂，设立翻译、医学、农务、商学、铁路学、地质矿物学、茶务、蚕桑等速成学堂。改革科举制度，废除八股取士制度，改试策论，乡试、会试以及青年儿童岁考、科考的考试内容，改为考历史、政治、时务及四书五经，以及定期举行经济特科的考试。设立译书局，翻译外国新书，颁发著书及发明，并给予相应的奖励，保荐格致人才。准许民间创立报馆、学会。派皇族宗室出国游历，挑选资质高的学生到日本游学。
经济改革方面：康有为强调中国必须以工商立国，才能富国强民，另外因为官办企业多弊病，所以也着重鼓励民间兴办企业。设立农工商总局，并在各地方行省设立分局，广泛开设农业方面的学会，鼓励刊印农业方面的书籍报纸，购买农具，制定奖励如何学习园艺、农业方面的制度，编辑翻译外国农学方面的书籍，甚至采用中西综合的方法来切实提高耕地的开垦。在地方各地设立工厂，除中央和地方政府兴办企业外，着重鼓励民间的个人兴办企业，并制定相应的规章制度，对那些在制造先进的生产工具和振兴工业技术方面的人给予奖励。设立铁路、矿务总局，鼓励民间企业和商业兴办铁路、矿业，允许私人开办工矿企业。在地方各省设立商务局、商会，保护商务，推广口岸商埠，并且放开八旗经商的禁令，命令八旗子弟学习士农工商等阶层自谋生计，提倡他们创办实业，促进生产。设立邮政局，裁撤驿站，这是中国近代通讯行业发展的雏形；改革财政，创办国家银行，编制国家预决算，重视本国的金融行业。
军事改革方面：改用西方军事训练方法来训练和组建新兵，采用新法编练陆海军，在原来洋务运动的基础之上，打造新的国防力量。遣散老弱残兵，削减军饷开支，裁减原来以八旗子弟为主的绿营编制。严格审查保甲制度，实行团练，举办民兵，允许地方组织民兵预备队，增强地方上军事武装。制定和颁发奖励兴造枪炮的制度。筹备设立武备大学堂，武科取试内容调整为停试弓箭骑剑，改试枪炮。