1895年是中国近代史上非同寻常的一年。这一年既是中国在甲午战争中惨败的一年，也是康有为和梁启超拉开维新运动序幕的一年。
早春3月，梁启超结束他在万木草堂的4年学习生活，与老师康有为同赴北京参加全国3年一度的举人会试。但到北京后，梁启超来不及复习迎考，便被《马关条约》丧权辱国的条款所惊骇。在得知条约中有中国割让辽东半岛、台湾全岛以及澎湖列岛给日本，并赔款2亿两白银的内容后，梁启超万分愤慨，与其师康有为当即决定发动在京举人上书拒签和约，决不能让日本侵略者和中国主和派的阴谋得逞。事情商定后，梁启超先找自己熟悉的广东举人做工作，后又向夙有经世传统的湖南举人游说。4月22日，梁启超成功地组织粤湘两省举人共同向都察院呈递拒和请愿书。在广东、湖南两省举人的带动下，其他省的举人也纷纷响应，愤然上书。特别是台湾省的举人听说和约中有割让台湾全岛给日本的条款，更是怒不可遏，他们站在抗议队伍的最前面，表示要和倭寇血战到底，决不做亡国奴。
士人们表现出来的爱国热情，给康有为和梁启超以巨大鼓舞。在康有为的指示下，梁启超于5月2日进一步动员在京的18省举人1300人，在明代烈士杨继盛的故宅松筠庵（今北京宣武门外达智桥胡同12号）集会，联名上书光绪皇帝，痛陈割地弃民的严重后果，要求清政府拒和、迁都、变法，提出“下诏鼓天下之气”、“迁都定天下之本”、“练兵强天下之势”、“变法成天下之治”等一套救国纲领。由于历史上将赴京参加会试的举人称作“公车”，意即由公家车马包送入京，因此人们称这次举人的上书运动为“公车上书”。
这次公车上书，虽然因投降派的阻挠破坏，没有将请愿书呈送到光绪帝手中，但它打破了清代士人不得干政的禁令，揭开了近代资产阶级改革运动的序幕。
公车上书后，梁启超继续以极大的政治热情致力于维新运动，积极参加创办报刊、组织学会、兴办学堂等活动。1895年下半年，他一直留在北京协助康有为成立强学会，先后负责编辑出版《万国公报》和《中外纪闻》，争取北京一些士绅和开明官僚对维新运动的支持。1896年1月强学会遭清朝政府封闭后，梁启超应黄遵宪和汪康年的邀请，前往上海，参加《时务报》的创办工作。8月9日，《时务服》正式创刊，梁启超担任主笔，成为一名出色的宣传家。
在任主笔的1年多时间里，梁启超在《时务报》先后发表59篇文章，其中最有影响的是《变法通议》一文。该文共分13个小节，自创刊号登起，一直到第43期止。在这篇长文中，梁启超从“穷则变，变则通，通则久”以及“法者天下之公器，变者天下之公理”这些基本思想出发，阐述了中国改变封建制度的必要性。他以历朝都曾改变前朝的法制等具体事例，把顽固派所谓“天不变道亦不变”、“祖宗之法不可改”的谬论驳得体无完肤。他警告清朝政府，变是不以人的意志为转移的客观规律，如果抗拒这个规律，当变不变，必遭列强瓜分，后果不堪设想。他还指出，变法不能再重弹“洋务派”“富国强兵”的滥调，不能只引进一些西方先进技术，变法的关键在于改变科举制度和封建官僚制度。
除《变法通议》这篇带有纲领性的文章外，梁启超还发表了《左议院考》、《说群自序》、《论君政民政相嬗之理》等政治论文，初步表达了要求以西方资产阶级议会制取代封建专制制度的愿望。在这些文章中，梁启超抨击中国历代封建君主为了个人专制，对人民实行愚民政策，弄得举国上下驯服惕息，静而不动，自以为得计，其实愚蠢之至，到头来落得个人无权，举国无权，国家败亡，人民涂炭。指出：西方之所以民富国强，关键就在于它们兴民权，开议院，人人有自由之权，人人有爱国之心。他认为中国目前虽然民智未开，不宜骤设议院，但从进化的历史观来看，由君权向民权过渡，则是人类社会的发展规律，中国也不例外。
在任《时务报》主笔期间，梁启超还利用报馆这一宣传阵地，热情支持社会各界的学会活动，先后为善医学会、蒙学会、农学会和知耻学会等撰写序文，宣传这些学会的意义，呼吁社会予以响应。如在《善医学会序》中，梁启超极言医学影响一个民族的兴衰，是一个国家文明的表征，号召天下之人都来关心中国的医学事业，“大以救种族之式微，小以开艺术之新派，远以拯来者之急难”。在《农会报序》里，梁启超又力言农学为“治天下之第一义”，希望人们都来讲求农学。在带有社会政治色彩的知耻学会所作的序文里，梁启超阐述了知耻图强的道理。指出要图强，必先从知耻做起，做到人人“自耻其死，无责人之耻，贤者耻大，不贤者耻小”，最终实现“人人耻其耻而天下平。”
在学会活动中，梁启超当时特别重视与妇女解放问题有关的社会活动。他认为，中国封建社会对妇女的种种歧视，以及强加的行为规范和准则，如妇女无才便是德，男尊女卑等观念，不但给妇女和家庭带来不幸，而且也给民族带来灾难。因此，他在1897年6月间与汪康年、康广仁、麦孟华等一道，在时务报馆设立戒缠足会，起草《试办不缠足会简明章程》，约定凡入会之人所生女子不得缠足，凡入会人所生男子不得娶缠足之女，凡入会人所生女子，其已缠足者，如在8岁以下，须一律放解，如在9岁以上不能放解者，须于会籍报明，方准其与会中人婚娶，希望借此消除放足妇女顾虑，革除缠足歪风。为扩大影响，梁启超还发表《戒缠足会序》一文，谴责缠足陋习伤天残人，贻害无穷。同时，梁启超大力提倡兴办女学，积极支持经元善在上海创办中国近代第一所女学堂，专门在《时务报》上发表《倡设女学堂启》一文，呼吁天下有志之士，都来重视女学，提出兴办女学是妇女解放的第一步，是民族强盛的始基。
梁启超在《时务报》上所作的另一宣传，则是大力提倡引进西学。他曾编辑出版《西政丛书》32种，在《时务报》上予以介绍，其中特别强调西方政治制度和政治学说是国家富强的根本。指出欧州各国，不是土地之沃、人民之颐、物产之衍有过于中国，而是他们的政治制度比中国的封建制度优越。他批评中国近年来讲求洋务，不见效果，原因就在于忽视政学。梁启超在《大同译书局叙例》一文中，也强调该书局出版的译著，将“以政学为先，而次以艺学。”在西学和中学两得之间的关系上，梁启超既反对封建顽固派拒绝接受西学，同时又反对民族虚无主义，主张中西并重，新旧融合，既不可舍西学而言中学也不可舍中学而言西学。他说：“舍西学而言中学者，其中学必为无用；舍中学而言西学者，其西学必为无本。无用无本，皆不足以治天下，虽庠序如林，逢掖如鲫，适以蠹国，无救危亡。”
梁启超为宣传变法维新所写的这些文章，不但议论新颖富有说服力，而且文字也十分明快流畅，通俗易懂，深受一般知识分子，包括部分官僚的喜爱。《时务报》也因此取得巨大成功，发行后不久销售量即达1万余份，成为戊戌时期最有影响的刊物。而随着《时务报》在社会上的广泛流传，梁启超也名声鹊起，成为当时一位家喻户晓的人物。从那时起，人们说起康有为，总要连带提到他，把他们合称为“康、梁”。
1897年冬，梁启超又因黄遵宪、谭嗣同等的邀请，离开时务报馆，前往长沙，担任长沙时务学堂总教习，协助谭嗣同推动湖南的维新运动。梁启超在长沙前后共5个月，1898年3月因病离湘返沪。在回上海的舟行途中，他回顾三年来维新运动的风风雨雨，与同事们慷慨相约道：“吾国人不能舍身救国者，非以家累，即以身累。我辈从此相约，非破家不能救国，非杀身不能成仁，目的以救国为第一义。因此意者，皆为同志。吾辈不论成败是非，尽力做去。万一失败，同志杀尽，只留自己一身，此志仍不可灰败，仍须尽力进行。”这段掷地有声的话，表达了青年梁启超以身许国的坚定信念。