段是袁世凯的大红人，是北洋军中拥护洪宪帝制的第一号人物，又是段祺瑞的本家和同乡，加上小段的父亲又于张作霖有恩。张作霖心里虽十二万分不愿意，只能把一股子怨气按捺着。
在袁帝制自为密锣紧鼓时，曾陆续调师长以上的军人到北京面加抚慰，对于张作霖尤极尽笼络。据袁世凯女儿袁静雪所说，张作霖去她家面见时，对橱柜中的一块名贵的手表多看了几眼，袁世凯立刻取出不由分说地送与张。
张也出死力，从北京回奉天后立马通电劝进。奉天表决国体时，他亲带军队，荷枪实弹监视公民投票，造成清一色地赞成君主制的民意。
袁世凯对部下封爵时，曾封张为二等子爵。照袁颁爵时的普遍作法，中将阶级的师长和镇守使，都只授轻车都尉。张作霖以一个师长而获二等子爵，就表示袁破格笼络他。
然而张自以为对洪宪帝制出过大力，竟不能封侯而大失所望，即日便递呈请假。当时所谓请假，便是辞职的先声。吓得段芝贵亲自踵门探疾，而张作霖却闭门挡驾。
袁想调虎离山，征求张意见，拟任其绥远都统。张当然是一口拒绝，他怎会离开他的老窠奉天。
护国军倒袁时，袁世凯调北兵南征，民国五年二月间，召张作霖入京商讨南征问题