從日本回來不久，張之洞另交給他一項任務，到湖北槍炮廠負責監制快炮。他努力把在日本所學，用在監制快炮的實踐中。他在監制中，非但沒像某些人那樣，利用這特有資源的監督權耍威風，出難題，而是在嚴格把關的同時，盡自己所能，幫助解決生產中技術問題，深得廠方好評。
一八九九年十二月，張之洞第二次派黎元洪去外國考察，重點是考察馬隊和步隊的教育、訓練和軍紀等方面的情況，計劃用一年時間。但第二年春夏之交，北方爆發了義和團運動。當慈禧受清廷內的極.端.分.子影響，對十多個列強宣戰時，張之洞跟隨李鴻章等人參與東南互保。因為內外壓力，張之洞覺得可信任的人手不夠，就急電黎元洪回國。
一九零零年六月，黎元洪奉招回到武漢，他如實地向張之洞匯報了在日本考察學習的情況。
因為黎元洪二次赴日，考察的主要專業都是騎兵，成了騎兵方面的專攻，黎元洪這次被派到護軍馬隊第一營任管帶。
參加東南互保，是秘密進行的，張之洞是個十分謹慎的人。做一些機密之事，他是不敢交給別人的。黎元洪則是他可以絕對信任的人，不管事情有多大的風險，他都敢放心交給黎元洪去辦。而黎元洪每一次，都沒有辜負張之洞對他的信任。
黎元洪第三次赴日本考察是在一九零一年秋，清廷經歷了庚子事變的打擊，開始實行新政。數量不小的軍隊，經不住人數有限的八國聯軍的打擊，清廷上下，在實行新政時，尤其熱衷于「籌款練兵」。一貫致力于練新軍的張之洞受到了推崇，黎元洪跟著張之洞也就有了更大的舞台。
正當黎元洪全力協同張之洞練新軍時，同年九月，張之洞得到了日本在仙台舉行陸軍操練的消息。他認為機會難得，就派出自己的得力干將黎元洪前往。陪同黎元洪前去觀練的，還有張之洞最為疼愛，被寄以厚望長孫張厚琨。這是一次有一定規格的活動，黎元洪在活動中，被邀為陪覽官。活動結束後，被主辦方授予「雙光耀日」紀念章一枚。
在觀摩中，黎元洪眼見日本軍隊超凡的素質，和高水平的發揮，大開了眼界，也大受啟發。這一次他有了一個新的感悟，要想使自己的國家強大起來，最終是要靠實力說話；平日里的抱怨和說激昂話是沒有什麼實際意義的。
其後，黎元洪在日本作了一番走馬觀花的參觀和訪問，使他更加長了見識。他看到了日本的國力和國情，認識到了日本不光是軍事上強大，社會方方面面都走在了自己國家的前面，他把這里發生的很多事都和國內進行比對，覺得差距是多方面的。
三次對日本的考察，使黎元洪的眼界大開，對黎元洪的一生都產生重要影響。不僅學到了現代軍事知識，也對近代的社會學說，如天賦人權、三權獨立，民約論，進化論等學說，對民主共和的思想，也都有了一定的了解。
武昌首義後，有人回想起黎元洪對革命黨人活動的默許和容，覺得不能單純的歸結到黎元洪的為人方面，認為他在很多方面，是贊同革命黨的。只是，限于他的身份，他不能過度的表現而已。還有就是，他堅定的共和主張，也肯定不是頭腦一熱的結果。
一九零四年秋，清廷練兵處襄辦大臣鐵良到各省巡視練兵情況。
翌年春，鐵良一行到湖北，匯報演習在武昌城外的巡司河、梅家山一帶進行。演習部隊分成甲、乙二方，甲攻而乙守。
作戰號角響起，甲方開始進攻。
那一年是倒春寒，演習的那一天正踫上武昌少見風雪交加天。冒著風雪和刺骨的寒風，甲方在指揮官帶領下，沖鋒陷陣，迂回三十余里，一絲不苟，視演習如實戰。乙方也不示弱，築起掩體，固守陣地。甲乙雙方在風雪中相持，難分勝負。
鐵良觀摩完後，感慨萬分，言道︰「余閱沿江、沿海各省軍隊，未有如湖北軍之精銳嫻熟，有禮耐勞者也……當此冰雪漫滿天，寒風砭骨之際，而兵卒萬余人，皆能恪守禮法，謹遵約束，無畏 ，無嘩囂，此誠鄙人出都以來所未見，湖北軍政，謂可天下第一。」
鐵良回去奏報朝廷後，清廷將湖北練兵情況通令全國，湖北新軍名聲大振。鐵良在武昌時，曾私下問過張之洞，湖北誰主持練兵？因為他看張彪其人，是練不出這支新軍的。張之洞實言相告鐵良，湖北軍有今天的成就，全賴二十一協統黎元洪。
鐵良常將此事常和人說起，黎元洪也名氣大了起來。
前邊提到過，一九零六年的彰德秋操。
彰德秋操是清光緒三十二年（1906年）十月二十二日，清軍在彰德府（今河南省安陽市）舉行的南北新軍秋操大演習。
為檢驗新式陸軍的編練成果，清政.府先後計劃了三次大規模的秋操︰一九零五年的河間秋操——參演人數最多；一九零六年的彰德秋操——參演將領陣容最為豪華。一九零八年的太湖秋操——是一次流產的秋操，秋操萬事俱備，被光緒皇帝和慈禧太後雙雙駕崩而打斷。
由于太湖秋操未能舉行完，彰德秋操就成為晚清陸軍的最後一次大規模軍事演習。
史學家將河間秋操、彰德秋操和太湖秋操並稱為晚清三大秋操。
河間秋操，又稱河間會操，是北洋六鎮新軍于一九零五年十月二十三至二十六日在直隸河間府舉行的第一次秋季大演習。
此次會操抽調陸軍第三、第四鎮全鎮及第一、第二、第五、第六鎮各一部，組編為南、北兩軍。
南軍由第二、四、五鎮組成，王英楷充任總統官，編制如下:(1)第四鎮,轄步隊二協(十二營)、馬隊一標(三營)、炮隊一標(三營)、工程隊一營、輜重隊一營；(2)第四混成協,轄步隊二標(六營)、馬隊一營、炮隊一營、工程隊一營、輜重隊一營；(3)第九混成協，轄步隊二標(六營)、馬隊一營、炮隊一營、輜重隊一營。南軍官佐、目兵、夫役，共計有22513名
北軍由第一、三、六鎮組成，段祺瑞充任總統官.其編制如下:(1)第三鎮,轄步隊二協(十二營)、馬隊一標(三營)、炮隊一標(三營)、工程隊一營、輜重隊一營；(2)第一混成協，轄步隊二標(六營)、馬隊一營、炮隊一營；(3)第十一混成協，轄步隊二標(六營)、馬隊一營、炮隊一營、工程隊一營、輜重隊一營。北軍官佐、目兵、夫役，共計22489名。
本次參演部隊的總兵力，共計45002名。
河間秋操開啟了新軍秋季大會操的先例。被稱為「今者，秋操之典為振古所罕聞，且為後此新軍一大紀元」。
甚至一年後，袁世凱提及此次會操，還頗為得意地說，「風聲所樹，聳動環球」。
這次會操在中國軍事史上具有標志性意義，被譽為「中國歷史上第一次大規模的現代化的正式的野戰演習」。
美國《華盛頓郵報》稱︰「此次軍事演習給那些熟知五年前中國軍隊窘狀的外國人帶來了極其深刻的印象，他們一致認為，中國在提升一支40000人軍隊的戰斗力方面完成了一個非凡的壯舉。」
河間秋操人數雖然最多，但屬于一次北洋內部的軍事演習，而彰德秋操不同，不僅是一次開放性軍事演習，而且軍事「含金量」最高。
彰德秋操時，不僅當時西方各國駐華使館紛紛派出武官到現場參觀，演習指揮部門還特意邀請了國內外多家媒體記者參加。
彰德秋操，袁世凱和鐵良為閱操大臣。參加演習的軍隊分為南軍和北軍。南軍有湖北抽調一鎮，河南抽調一混成協。北軍由駐南苑和山東的北洋軍各抽一部，組成一鎮，又加一八旗兵組成的一個混成協。南軍由張彪為總統制官，黎元洪為協統。北軍由段祺瑞為總統制官。
張彪有自知之明，委托黎元洪為總指揮，自己退居幕後。
此次演習進行了三天。
第一天演練沖鋒之法，南軍在黎元洪指揮下，陣容嚴整，訓練有素，進退自如，氣勢如虹。北洋軍表現也很不錯，但那支八旗軍竟如八旗子弟，根本上不了抬面而大拉北軍後腿。這樣以來，南北就不在一個檔次上了，南軍先聲奪人。
第二天，演練遭遇戰法，黎元洪親自帶隊，南軍殺聲振天，沖入北軍，北軍根本抵擋不住。
第三天演練攻守戰法，黎元洪五分鐘就寫完了進攻命令，十分鐘內，命令已下達到所有部隊，這樣又搶了先機。南軍實行正面佯攻，主力迂回到側翼。
黎元洪先挑軟柿子捏，很快突破了八旗兵的陣地，北軍陣形大亂，北洋軍月復背受敵，南軍大獲全勝。
彰德秋操結束後，袁世凱奏報朝廷︰「至就四省軍隊分析橫論，湖北一鎮，經督臣張之洞苦心孤詣，經營多年，軍容盛強，士氣健銳，步伐技藝均已熟練精明嫻，在東南各省中實首堪一指。」
這一次的彰德秋操，北洋軍的表現其實也不俗，只是受那一混成協八旗兵拖累。前面說了，也就因為這次秋操中北洋軍的表現，讓鐵良開始忌憚手握重兵的袁世凱。
一九零八年十一月，清廷決定在安徽太湖舉行秋操。
太湖為安慶下轄六邑之一，位于皖山之西，與宿松交界。「太湖秋操」主要是檢閱南洋各鎮新軍，包括湖北第八鎮、江南第九鎮、安徽第三十一混成協等。檢閱大臣為陸軍部尚書蔭昌、兩江總督端方，以及安徽巡撫朱家寶等。
南軍名義上還是張彪統領，實際上是黎元洪出任總指揮。和上次不同的是，張彪和黎元洪的關系現在已經徹底改善，不但是秋操，平常日子，張彪也听黎元洪的。
此次會操的計劃，是由日本顧問寺西中佐制訂。
安徽太湖群山圍繞，地形比彰德秋操要復雜得多。正趕上連綿的秋雨，山路崎嶇，道路泥濘，行軍路上，有的地方，泥水已沒過膝蓋。
黎元洪事先已經派人探過路，對路況已經心中有數，事先也和下屬和士兵的打過招呼，上上下下都有了充足的思想準備。
南軍士氣旺盛，秩序井然。而北軍則隊伍渙散，狼狽不堪。操練三天，北軍皆敗。
前面說了，太湖秋操因光緒皇帝和慈禧太後雙雙駕崩而被打斷，但這不妨礙操練中湖北新軍和黎元洪的杰出表現，從而使黎元洪成了軍界升起的一顆新星。