年，袁世凯终于按捺不住，大兴复辟，唐绍仪遂与蔡元培、汪精卫等民主人士联名致电，警告袁世凯“取消帝制野心，并辞职以谢天下”。护国军兴起后，唐绍仪再次致电袁世凯，劝其退位。
袁世凯死后，黎元洪继任总统，但皖系军阀段祺瑞大权在握。唐绍仪仍力主恢复旧约法和国会，站在孙中山革命派的立场上，多次拒绝北洋军阀的拉拢利诱。
护法运动开始后，唐绍仪也南下参加，并被孙中山任命为护法军政府财政总长。军政府改组后，唐绍仪又被任为七总裁之一，在护法军政府中份量不低。
1919年初，北洋军阀政府与护法军政府谈判议和，唐绍仪经验丰富，且具有很强的谈判能力，故又担任南方总代表。他竭力维护孙中山的护法旗帜，但这主张被北方的代表拒绝，同时也为把持南方军政府的桂系军阀所不容，遂被撤掉总代表之职。南北议和历时一年余，最终未能达成协议。
五四运动时期，唐绍仪又表现出爱国热情，他通电北洋军阀政府表示支持爱国学生。又多次通电巴黎，要求出席巴黎和会的中国代表、他的女婿顾维钧拒绝在和约上签字。
1920年6月，唐绍仪与孙中山等在上海通电反对桂系军阀，正式脱离军政府，赴上海坚持斗争。桂系军阀势力被驱逐出广东后，唐绍仪又随孙中山回到广州重建军政府。但此时唐绍仪与孙中山的政治主张已发生分歧，唐认为孙中山的理想太高，难以实现，且孙所制定的总统制与他的政党政治和责任内阁制理想亦不符。于是他拒绝出任军政府财政总长一职，在政治上表现消沉，寓居上海闭门不出。
南京国民政府成立后，唐绍仪又挂名为中国国民党中
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