兵变由北京扩及天津、保定和丰台，天津的洗劫较北京尤烈。保定乱后几乎没有居民。丰台本为小地方，不过是jiāo通要道，因此过往行人受害最惨。
天津于三月二日清晨即不稳，直隶总督署卫队和北段巡警以及张怀芝所带的巡防营酝酿兵变，下午三四点钟在通衢街市即见有灰色衣袴，头扎黑巾的营兵，三五成群的和巡警聚语。晚上八点，北京火车开到，车上跳下乱兵四五十人，一下车即乱放一阵排枪，新火车站于是起火，接着大胡同、老洋钱厂、造币厂等同时着火，枪声四应，各繁盛街市富商大贾和新旧洋钱厂均遭焚掠，先是兵，后是匪，还杂以少数巡警，沿街挨户抢掠。
北京乱兵陆续到天津，前后共达二千余人，正式抢掠，颇有组织。在三月二日晚间，以鸣铜管线枪为号，第一次鸣铜管是准备，第二次鸣铜管即砸抢各商店，第三次鸣铜管便将细软一律抢齐，劫夺火车开往东三省。二日午夜维持秩序的巡警捕获乱兵和匪徒四百余名，三日晨在东马路处斩，三日午后再提出十二名抢匪在北门处斩，天津华界人心才告安定。
乱起的时候，电车尚开行，可是在北马路官银号前，突有乱兵开枪向电车轰击，于是所有电车均告停驶，而人力车夫亦有弃车参加行劫者。因此，天津华界居民欲迁入租界避难，都雇不到人力车搬运货物，只好扶老携幼，肩背手提，甚为láng狈。据事后统计，天津因属商业城市，所以商民的损失比起北京来，实在巨大得多。
保定在三月一日即有变象。保定是个驻军区域，驻军垂涎保定之富，早有蠢动之意，因此一触即发。开始是淮军和一个剪短发的人口角，然后淮军出动搜捕短发人，驻东关的第二镇兵士乘机肇乱，以煤油将城门烧毁，到处抢掠烧杀，风大火大，西街被祸最惨，由西门至二道口一带都成灰烬，满城枪声如爆竹，哭声彻天，十室九空，连各医院所存衣物均遭洗劫。自三月一日至五日，连续遭难，疮痍满目，瓦砾如山，且蔓延至附近十数县。
保定东关子火药库储存快枪七万余杆，子弹不计其数，均被抢去。淮军乱兵抢劫藩库存款五万余，并烧毁各司道厅。当变乱还未开始时，乱兵曾邀约毅军同抢，毅军未允，其后毅军则出力剿捕乱兵。
丰台遭难是在三月一日午夜，由于第三镇溃兵由北京乘车至丰台，在丰台亦有第三镇驻兵二千余人，还有自天津赶来的乱兵加入，于一日晚十一时起事，丰台镇居民铺户及洋商新泰兴平和洋行等均被抢掳一空。第二天有火车开抵，车上行李货物及旅客随身所携各物也均遭洗劫。
袁世凯处理兵变的紧急措施是宣布戒严，并令毅军出动，缉捕乱兵。由于第三镇第九标的士兵已溃散，乃调第十标兵入京，保卫总统府，调第六镇的两营兵来京，分驻禄米仓、羊仪宾胡同、总布胡同等处。另将驻小站的巡防营调京以资弹压。同时把第三镇的兵一部分调至琉璃河和良乡，一部分开拔到山西，责成统制曹锟认真约束。另调驻彰德的武卫后军王有祥、武卫中军王汝贤、武卫右军刘金标率部入京。
这时徐州的驻军拟由陆路北上，烟台的驻军欲由海路北上，驻汤河的第廿镇兵也打算拔队进京，有人还建议调蓝天蔚带兵进京。可是统筹京师治安的最高首长民政首领赵秉钧（赵原任民政大臣，这时袁尚未就任民国大总统，因此所有北京各部首长都暂称首领），认为京师万万不可再增加军队，赵表示愿独负保护京师地方之责，于是调蓝天蔚之议始寝。袁世凯并派陆军参谋王培宽驰赴汤河，阻止廿镇兵进京之行动。
并令第一镇马步兵六营驻军南苑、北苑以资镇慑。
在大变乱中，清的皇城全部由禁卫军负责保卫，防守颐和园、地安门、东华门、西华门各处，由于防卫得力，使甫告退位的清皇室未受到骚扰，连清王公奕劻、载沣、载泽、载洵、载涛的府第均未受惊。禁卫军由于在这次变乱中克尽职守，于是上书袁世凯，愿入京护卫总统，请袁把所有在北京的军队全数调出，改由禁卫军接替。禁卫军虽然由冯国璋统率，可是这支军队原本是宣统父亲载沣所建立的，其任务在于保卫清皇室。如今清皇帝退位不久，北京竟出了这么大的乱子，作乱的军队又是袁的嫡系部队，奉职最勤的却是清的禁卫军，对袁来说实在是一个大讽刺。所以禁卫军的这个请求，袁是不会接受的，只是象征性地调派一队来京，禁卫军因之很不满意，再上书给禁卫军军统冯国璋，请调全部禁卫军入城捍卫，并谓如有差失，愿扣全军饷银。冯得书深怕该军擅自行动，乃亲赴该军驻地西苑，嘉勉和抚慰一番，并阻止其擅自行动。
3月2日袁面谕段芝贵转知各军队，凡未附和兵变剽掠者，不论官弁兵丁，每名各赏银廿两，其后又加发禁卫军和毅军饷银一月，巡警因维持地方有功，赏饷半月。冯国璋则奖赏禁卫军兵士，每名一个戒指，上刻名誉二字。珠宝市大栅栏的富商，因为在这次变乱中未受祸害，乃备银二千两及酒肉等物送至毅军军营，以表谢意。
民间团体以红十字会为首，集议商讨救济事项，救死扶伤，不遗余力。
北京兵变时东jiāo民巷的使馆区立即戒严，各国士兵荷枪实弹布防。3月2日驶北京各国公使齐集英国使馆，开会商讨应变步骤，有谓“中国现况和庚子年相同，已没有能力维护秩序，各国必须自行设法”云云。
经过这次会议，便产生了几项行动：
一、日本急调在烟台的军舰前来大沽，俾沟通北京、天津、大沽及国外的电讯联络。
各国关于军事上的消息，皆用意大利使馆的电台传到huáng村，由huáng村转大沽。
二、各国紧急抽调军队来京，每一国以200名为限。
三、组织国际兵团，由各使馆抽调武装人员700名，于3月6日上午10时在英领馆集合，巡察北京街市，以维持北京城局势。3月3日这天洋兵从长安街出崇文门绕外城一匝，自正阳门返回东jiāo民巷。
迨天津、保定兵变，于是各国又纷纷派兵前往天津和保定，因之北京、天津、保定三地，外国兵车往来不绝于途。3月3日美兵到京150名，5日日本兵400名到京，英国则由北京派出武官四名领兵800前往天津，又由天津调兵30名押解子弹70余箱及其他军用物品来北京，德国则由青岛调兵百余名至京，其他各国亦日日有兵运来。保定、正定均有洋兵沿路巡逻，天津所驻洋兵甚多，尤以日本兵最多，军粮城、北塘、山海关、开平、唐山均有外国重兵驻扎。
各国使馆对于各国侨商、侨民的生命财产最为关心，变起时便致书袁世凯，请求保护洋商生命财产。北京崇文门内北至总布胡同口，以日本商业为多，3月2日起，凡日本商店均有日兵二名，荷枪守护。英使馆则派专员乘车至天津各处访问侨民。德使则派兵20名前往直隶井陉保护煤矿。外jiāo团在给袁的公文中并质问袁是否继续清朝所缔结的各项条约。袁乃分函答复各国公使，具内容为：（一）力阻各国分别调遣军队来京；（二）qiáng调京师现已平静，此后决无意外之虞，以及自己如何尽力维持现状；（三）力陈此次兵变决不影响国际关系，所有清朝过去所缔条约均将承认与信守。