光绪皇帝和康有为、梁启超（左一）在实行变法时的合影
在国家危难、民族危亡的时刻，梁启超怀着炽热的爱国心投身于救亡图存的斗争中，跟随老师康有为，以维新救国的全新途径，发动“公车上书”，致力“戊戌变法”，为推动中国历史进程，促进中国人民觉醒起到重大的作用。
发动“公车上书”
梁启超拜师康有为，对其踏上维新救国的道路具有重要意义。1890年秋，梁启超在学海堂同学陈千秋的引见下拜谒康有为，因深感他颇有新颖思想和渊博才学，于是决定拜康为师。尽管当时梁启超已是举人，而康有为不是，但他全然不计较身份地位在康门下虚心求教。
1894年3月，为准备明年的京师会试，梁启超来到北京入住琉璃街的新会会馆。面对清廷腐败的政治、危机四伏的国难，梁启超不禁“惋愤时局”，放言高论，呼吁变法，但无奈人微言轻。
同年8月，顽固派余晋珊等人上书朝廷，诬称康有为“惑世诬名，非圣无法”，应当查禁《新学伪经考》，缉拿康有为。在京的梁启超闻讯立即奔走营救，为康有为开脱，最后总算把此事平息了下来。梁启超从中结识了一大批京城名士，为今后的维新变法活动创造了有利的“人脉”条件。
梁启超为营救康有为而奔走疏通之时，中日甲午战争爆发了。清军在朝鲜战场和黄海海战中遭受败绩，战火很快就烧到中国国土。亡国迫在眉睫，而以慈禧太后为首的封建统治者却充耳不闻，依然侈靡挥霍。梁启超眼见时局维艰，深感只有变法维新才能救亡图存，于是，他满怀悲愤于11月回到广东，寻求对策。
1895年3月，梁启超与康有为一同赴京参加会试。康有为进士及第，梁启超则名落孙山。但梁启超并未感到失意，因为他早已将心思用在谋求维新救国之上。此时，日本帝国主义已侵占东三省，迫使清政府签订丧权辱国的《马关条约》。《马关条约》签订的消息传到了北京，国人闻讯，群情激愤。正在北京准备会试的来自全国各省1300多名举人，在康有为、梁启超的鼓动下联名上书，要求拒绝和议，并提出重振国力的设想，这就是历史上著名的“公车上书”。
虽然公车上书没有阻止《马关条约》的签订，但对社会的影响和震动极大。参加上书的举人回到各地后，自觉或不自觉地宣传时局及上书的内容，使国民“渐知天下大局之事，实起点于斯举”，让国民在蒙受巨大灾难后逐渐觉醒。
公车上书是康梁推进维新变法的重要一步，也是梁启超人生命运的重大转折点，梁启超从此登上了社会政治舞台，走上了维新救国的道路。
为变法营造舆论培养人才
经过公车上书，康有为、梁启超认识到要发动变法，必须通过办报设会，开风气、启民智，集合群体力量方能为之。于是，办报制造舆论便成了康有为和梁启超维新事业的先导。梁启超根据康有为办报馆、开学会的构想，积极进行筹备。
1895年8月，康有为、梁启超等人在北京出版近代中国第一份报刊《万国公报》（后改名为《中外纪闻》），宣扬变法；组织强学会。不久，在上海创办《时务报》，以宣传维新变法、救亡图存为宗旨，向国内外发行。梁启超还以《时务报》为阵地，以宣传“变法图存”为宗旨，连续刊载他的《变法通议》十数篇文章，提出了一整套政治改革方案，这些方案最后还成为维新变法的纲领性文件。
在康梁的影响下，全国各地的学会、学堂、报馆，如雨后春笋般出现，维新变法思想得到广泛传播。到1897年底，各地已有33个以变法自强为宗旨的学会建立，新式学堂17所，出版报刊19种。到1898年，学会、学堂和报馆达300多个。
1897年11月，梁启超来到湖南长沙时务学堂任中文教习。在梁启超的努力下，时务学堂成为我国近代第一所以宣传改革、民主、民权为中心内容的学校。在长沙时务学堂讲学期间，梁启超培养出一大批青年人才，如蔡锷、秦力山、林锡圭、范源廉等，他们后来大多成为梁启超的追随者，成为著名的维新改革志士。
投身戊戌变法
1897年11月，德国强占胶州湾，法国强租广州湾，英国强租借香港新界和山东威海卫，列强瓜分中国的行径令全国人心激愤。面对如此国况，忧国之士更亟于变法救国，北京再度成为变法维新运动的中心，维新运动从理论宣传转到政治实践。
继康有为六次上书光绪帝陈述变法图强请求后，1898年4月中旬，梁启超与康有为组织成立以“保国、保种、保教”为宗旨的“保国会”。梁启超到处进行演讲，号召今日士大夫及四万万人，应该行动起来，“各尽其聪明才力”，救亡图存。
在维新运动不断高涨的形势推动下，光绪皇帝接受了康有为、梁启超为首的维新改革主张，于1898年6月11日，下诏“明定国是”，宣布维新变法。在百日维新期间，维新派把自己的新政建议，变成皇帝的诏书，谕令颁布，合计颁发新政诏令有110多起。主要内容学习西方文化、科学技术和经营管理制度，发展资本主义，建立君主立宪政体，由此使国家变得富强。
但这些革新政令严重地触犯了以慈禧太后为代表的封建顽固派的利益，遭到了他们极力反对。当时推行变革的梁启超对形势未曾作乐观的估计，他清醒地认识到实权依然掌握在慈禧太后手中，仅依靠一个光绪帝改革是十分危险的。果然，1898年9月21日，慈禧发动政变，将光绪帝囚禁瀛台，斩杀谭嗣同等六君子，通缉康有为、梁启超，并下令废除所有新政措施（除7月开办的京师大学堂外）。从6月11日至9月21日，进行了103天的戊戌变法以失败告终。
虽然变法并未取得成功，但是资产阶级维新派提倡新学，主张兴民权，对封建思想产生了强烈的冲击，为近代思想启蒙运动的蓬勃兴起开辟了道路，促进了中国人民的觉醒，激励着像梁启超一样的爱国志士为探索救国救民的道路而前赴后继、不懈奋斗。
