光绪二十一年春，梁启超和康有为入京参加会试，正值清廷与日本侵略者签订丧权辱国的《马关条约》。消息传出，群情愤慨。梁启超受康有为之命，“鼓动各省，并先鼓动粤中公车，上折拒和议”。
四月初八日，康有为、梁启超发动了著名的公车上书，邀集1000余名举人联名上书清廷，要求拒和、迁都、实行变法，从而揭开了维新运动的序幕。梁启超作为康有为的重要助手，不仅协助组织会议，联络人士，而且还撰文誊录，起草奏书，发挥了突出的作用。
六月，康有为在北京创办《万国公报》，梁启超是该报的主要撰稿人，他“日日执笔为一数百字之短文”，宣传西学，鼓吹变法，在鼓动舆论方面取得了很好的效果。“报开两月，舆论渐明”，那些士大夫“初则骇之，继亦渐知新法之益”。梁启超在办报过程中也得到了锻炼，显示了才华。他那高度的热情和出众的能力，受到了人们的重视。短短的几个月时间，梁启超就从一个人微言轻的普通士子，成为一个广为人知的维新运动的领袖人物了。
光绪二十二年，黄遵宪、汪康年等人在上海筹办《时务报》，梁启超应邀前往主持笔政。在主编《时务报》时期，他以新颖犀利的议论和通俗流畅的文字，写出了《变法通议》、《论中国积弱由于防弊》等一系列文章，系统阐述维新变法理论。
他指出：中国要强盛，必须进行变法，“法者，天下之公器也；变者，天下之公理也。大地既通，万国蒸蒸，日趋于上。大势相迫，非可阏制。变亦变，不变亦变。变而变者，变之权操诸己，可以保国，可以保种，可以保教。不变而变者，变之权让诸人，束缚之，驰骤之，呜呼，则非吾之所敢言矣！”
梁启超在这些文章中，还大力介绍西学，明确提出要改革中国羸弱落后的面貌，就必须学习西方资本主义国家的政治、经济和文化教育制度。他还根据西方资产阶级的民权学说和议会制度，竭力宣扬民权论，痛驳“唯天子受命于天，天下受命于天子”的封建说教，在当时起到了振聋发聩的作用。
他把历代帝王斥为“民贼”，认为“君权日益尊，民权日益衰，为中国致弱之根源”， 呼吁要“伸民权”，“设议院”，实行君主立宪。并且强调，这是维新变法中最为根本的问题。他满怀信心地说：“西人百年以来，民气大伸，遂而勃兴。中国苟自今日昌明斯义，则数十年其强亦与西国同，在此百年内进于文明耳。”
梁启超擅长用浅显流畅的文字来阐述重大的时事问题和深刻的道理，文章常带感情，有很强的鼓动性。他对封建专制制度的大胆抨击和对西方资本主义制度的大力宣扬，在当时的知识分子中间具有很大的感染力。连严复这样著名的学者也评价“任公文笔，原自畅遂。其自甲午以后，于报章文字，成绩为多，一纸风行海内，观听为之一耸”。
由于梁启超的参加，《时务报》的影响迅速扩大，几个月间销量即达一万余份，“为中国有报以来所未有”。 梁启超的名声也随之日重。