山西的同盟会员们清楚，为了进行武装斗争，必须掌握武装力量，于是便把自己的工作重点转移到省内，并以发动军人做为主要工作目标。
同盟会员荣炳奉派回国后，很快在山西武备学堂和新军中发展王嗣昌、应芝、常樾、赵守钰、张煌、王梦弼、金殿元等加入同盟会。
不久，同盟会员荣福桐回省传达了同盟会总部关于“加紧革命活动，准备实行武装起义”的指示，与会人员商定除在太原等地壮大实力外，还应在清廷鞭长莫及的绥远西部开展工作。
会后，王建基等到包头一带进行活动，一九零七年在萨拉奇发动起义。由于条件不够成熟和力量悬殊而告失败，徐翰文（字西园）牺牲，王建基被捕 。
这是同盟会在北方进行武装暴动的一次尝试。
一九零九年，在日本陆军士官学校的山西留学生毕业回省。同盟会员阎锡山、仇亮、张瑜、乔煦、马开崧、李大魁等分别在陆军小学堂（武备学堂改称）和督练公所等军事部门任职，使同盟会在山西军事机关的力量大为增强。
这年十一月，清廷陆军部召集留日学生在京会试。结果山西的温寿泉名列优等，被赏给炮兵科举人并授予副军校（相当中尉的军衔 ；名列上等的黄国梁、阎锡山、张瑜、姚以价、乔煦、马开崧、顾祥麟、王宝善、张维清、焦纯礼等被分别赏给步兵、马兵、辎重兵科举人并授予协军校（相当少尉的军衔）。
这次考试使各省军人中在日本入盟的同盟会员聚首一堂，互通情报，交流经验，对革命起了一定的推动作用。更重要的是，考试之后，陆军部发布了新军协统以下军官须以军校学生或带过新军者充当的指示。
山西当局根据这一指示，提升温寿泉为山西督练公所帮办兼陆军小学堂监督，黄国梁（革命同情者）、阎锡山分任新军第四十三协第八十五标和第八十六标教练官（相当副团长）。
不久，黄国梁和阎锡山又分任两标标统（团长），同盟会员常樾、马开崧任教练官，南桂馨任军需，张瑜、乔煦任管带（相当营长），王嗣昌、张德荣、张煌、刘汉卿、应芝、王缵绪等任队官（连长）。从此，同盟会员基本上掌握了山西新军的领导权。
与此同时，山西同盟会员在新军士兵中也做了大量工作。
同盟会员杨彭龄是师范生，在胶东随同宋教仁起义失败后，被派到山西工作，打入第八十五标二营当兵，后升正目（相当班长）。
他宣传革命思想，联络进步士兵，把左
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