北洋大臣的业务有许多牵涉到外交事务，所以清廷总是选择通洋务的大臣来担任这个职务，尤其当八国联军侵占直隶之后，直隶总督辖区内自然有许多和洋人分不开的关系。
直隶总督衙门设在天津，可是天津已在八国联军占领下。《辛丑条约》签订后，洋兵交还天津时，曾照会清朝政府，提出一个条件，是在天津周围廿华里以内，不许驻扎中国军队。这实在是一个极不合理的条件，试想堂堂北洋大臣和直隶总督竟在他的衙门所在地没有军队保护，真是非常不合理的。袁世凯处理这个问题充分表现出他的明智。他在所辖部队中抽调出精锐的3000人，编为“巡警营北段”，派段芝贵率领，用维持治安的名义进驻天津，以1500人驻札天津市区，另1500名则分驻西沽、塘沽、山海关、秦皇岛、北塘等地。这些曾经过严格陆军训练的巡警，纪律严明、精神壮旺。此一措施对于地方治安的确保，收到极为成功的效果。接着为了加强巡警工作，又添募马队巡警50名，消防巡警100名，予以认真地训练和管理。同时又有小汽船三艘为巡缉河海之用。还创设了一个巡警学堂，延聘外国教师担任讲习，使警察人员有专门教育。清朝有正式的警察便是从袁世凯在直隶总督任内开始的。
当八国联军占领天津时，曾共同组成了都统衙门管理天津的行政和民间诉讼，联军撤退后在天津还留下洋警察为都统衙门的象征力量。袁世凯莅任后，即进行收回天津治权，派唐绍仪和八国委员签约。于光绪廿八年（1902年）七月十二日正式接管天津，撤去都统衙门，洋警察自然随之撤走。当时，关内外铁道都在英俄两国管理中，袁于八月初六赴山海关，会同俄国提督验收关外铁道，包括：由山海关至营口已成线700余里，由沟帮子至新民屯未成线200余里，包括沿铁路线所有厂房设备。。八月廿六日英公使到天津，会同英国提督交还关内铁道823里，也包括所有厂房设备。
还有开平煤矿问题。原来在八国联军入京时，开平煤矿的监督张翼奏募外国股份改为中外合同会社，他的理由是希冀保全矿产，于是他收受英人5万金镑，而在签定条款时则把矿池、河道均交付接办人永远执守。这简直是卖断，不要说清廷不知，大约张翼本人也不很清楚，直到有一天开平煤矿局局员杨善庆在局中升起“国旗”，英国竟宣称这是英人土地，不得悬挂黄龙旗，且有张翼卖断的各种凭证。袁乃请北京外务部（总理各国事务衙门裁撤后改为外务部）通知英国公使，声明张翼卖矿的私约，政府不能承认。同时请旨惩处张翼，责令克期收回煤矿。
当洋兵占领天津时，比利时人得清政府许可，准其在天津设立电车电灯公司。袁在直督任内，比人依照已签条约要求开办，袁不答应，认为以前所定的条款丧失权利太大，必须修改，比国使馆与清外务部几经交涉，均因袁坚持立场而无法获致结果。最后另订新约，以50年为限，每年赢利先缴地方官，提三成半给股东，倘使用民地，则由公司付租。50年期满后，一切轨道、房屋、木材、地基、机器车辆以及各种产业，均归直隶总督衙门所有，交还时并须修整完全，不得伤损，开办时先缴银五万两作为兴建天津御河铁道及安装排泄濠水机器之费用。
光绪卅年（1904年）袁的老朋友又曾做过他老师的南通状元张謇致书于袁，请袁促成清廷“立宪”。这封信洋洋洒洒千余言，函略云：“公今揽天下重兵，肩天下重任矣，宜与国家有死生休戚之谊。顾亦知国家之危，非夫甲午、庚子所得比，方乎不变政体枝枝节节之补救无益也，不及此，日俄全局未定之先，求变政体而为揖让救焚之迂图无及也。日俄之胜负，立宪专制之胜负也。今全球完全专制之国谁乎？一专制当众立宪尚可幸乎？日本伊藤板垣诸人共成宪法，巍然成尊主庇民之大绩，特命好耳！论公之才岂必在彼诸人下，即下走自问志气亦必不在诸人下也。”云云。洋洋千言，袁非常佩服。
这时候朝野一片促请立宪声浪，加上日俄战争的结果，君主立宪的小国日本，竟战胜了号称强国又是君主专制的帝俄，更证明君主立宪是一件顺人心的大事。清廷不得已，乃成立一个“考察政治馆”，同时接受袁请派亲贵出国考察政治的建议，乃派遣五位大臣：载泽、戴鸿慈、徐世昌、端方、绍英出洋考察宪政，以作敷衍，借以拖延时间。光绪卅一年（1905年）八月廿六日，五位大臣自北京启程出国，到前门外车站上，却被一位潜伏车站的刺客投了一颗炸弹，炸伤载泽和绍英二人。于是出国考察之行展期，九月才再度成行，由山东布政使尚其亨、顺天府丞李盛铎代替了徐世昌和绍英。绍英是伤势未痊不能成行，徐世昌奉委了一个新职务。这个新职是因为五大臣遇刺事件发生后，适应形势要求而增设的一个机构，也是袁世凯所建议：设立一个巡警部以统筹全国治安工作，集中事权。这个新衙门的首长也是袁世凯所保荐的，巡警部尚书是徐世昌，巡警部侍郎是赵秉钧。谋刺五大臣的刺客是桐城人吴樾，他是保定高等学堂的学生。他这颗炸弹又帮了袁世凯一个大忙，便是使袁借此机会抓到了清朝的警察权。