清末戊戌年间，光绪帝颁布“明定国是”诏，决意变法，首先召见的维新人士就是康有为和张元济。康，张于“百日新政”中过从频繁，多有合作，此后数十年，二人虽各有所务，却仍保持连绵不断的交往，维系这一关系的强韧纽带，便是当年“同沐皇恩，效命新政”的特有情谊。

张元济祖籍浙江海盐，却生长于广东，直至十四岁始归故里。他与康有为有着实际上的同乡关系。张元济小康有为九岁，然而在康中举之前，张即已成为翰林院庶吉士；不过，康伏阙上书、长兴讲学，且倡伪经之说，在士林中巳初具声名。甲午之前，张应广东学政徐花农之邀游粤，得闻康氏其人。二人晤识，则在一八九五年夏秋之际。其时，康发动“公车上书”，随后筹创强学会，矢志维新；张居京官数年，目睹国运衰颓，渴求变革。张本来就是“陶然亭聚会”的热心成员，当康氏藉此聚会谋建团体之时，二人随即结交。显然，张对“南海狂生”在国难关头敢为天下先的胆识钦佩不已，而康对这位通达干练的年轻京官印象颇佳。不久，康有为离京南返，张元济一则通过康氏门人梁启超获读时已毁版的《新学伪经考》一书。这部寓维新主旨于传统学术之中的新奇之作，引发张对今文经学的探究兴趣，他告知好友汪康年:“弟近读公羊，兼习公法，志在必得，断不中止。”此时，元济正热衷西学，攻习英文，却肯于分心研读《公羊春秋》，足见系出于对康氏思想的探源之需。尽管他对康氏为抒己见而任意裁断史籍的做法不以为然，却能深识内中变革主旨，赞成康的维新思路，并付诸实践。

1897年，张元济与几位友人集资自建通艺学堂，招收“京员及官绅子弟”，专授西学，并奏明总理衙门立案，得到允准。严复、黄遵宪、林旭等维新人士予以大力支持，张之洞、王文韶等地方大员亦出资赞助，连李鸿章也向张元济表示:愿予匡扶。可知，张等自创学堂在当时颇具影响。舆论认为，“在北京，继续强学会维新事业的，不是官书局，而是这个通艺学堂”。康广仁、徐勤主持的澳门《知新报》亦称:通艺实乃强学会之绪余。因此，康有为对张元挤愈加重视而引为同道。

是年冬，康有为入京推进变法运动，二人的交往日渐频繁。张曾赴保国会聆听康的演说，虽对其鼓动民心之外尚无具体良策不无忧虑乃至抱怨，但仍视康为变法救亡的“灵魂”。他或独自，或与友人夏曾佑等不时造访米市胡同南海会馆，与寓居于此的康氏筹议变法事宜。这时期张致外地友人的信中提及康时的称谓从“康先生”，到“康公”，进而直呼其名“长素”，从中当可窥见张、康交谊的程度变化。

正是由张元济的办学实绩及其与维新派的洽契，“百日维新”开始后，侍读学士徐致靖将他与康、粱、谭、黄一并保荐给光绪帝，以“参赞新政”。近年有关论著认为，徐氏密荐人才折实由康有为草拟，康急于通过徐暗行自荐，以施展抱负。康、徐素称莫逆，演此出“双簧”并非不可能。然不论怎样，徐氏密折突出反映了张、康当时在政治上的一致性，也促成二人同以六品主事之职特蒙召见，共享咸丰以来四十年未有之“殊遇”。

这次召见在颐和园勤政殿举行，康、张先后入对，只是他们各自与光绪帝对谈的气氛及内容显有不同:康侃侃而谈，纵论变法大计，语涉皇上关心的实质问题，君臣均感相见恨晚；元济与光绪的交谈则平淡得多，彼此一问一答，了无奇处。据张的事后追述，乃“温语虚怀前席意，愧无良药进忠言”。这一对比，除却性情因素外，与二人对皇上所抱期望的轻重有关。康似乎深信“人主有雷霆万钧之力，所施无不披靡”，而元挤对受制于母后且“殊欠刚健”的光绪帝只抱有限的希望。不过，二人均探知光绪帝欲废八股的决心，因而召见后“飞告”梁启超，促其速拟变革科举的奏稿。此后，康被任为总理衙门章京（此乃张已充任两年的现职），特准专折奏事，张则一仍其旧。这便是使维新派深感失望的“南海不能大用，菊生无下文”。

新政期间，张元济和康有为在若干方面有过合作。他们热心倡办的京师大学堂成立后，管学大臣孙家鼐曾先后敦请康、张分任总教习和总办。其间，张就大学堂事商之于康，康列订“四款”:一、预筹巨款；二，即拨官舍；三、精选教习；四、选刻学书。尽管二人由于不同原因，未就大学堂之职，但在“最高学府”草创之际，确曾尽过心力。

随着八股的废止，特别是康有为奏请在京设置十二局后，传统势力群起攻之，“几皆欲得康之肉而食之”。在此情形下，张元济劝康有为离京暂避，返粤兴学，培育新人，以待来日。在他看来，八股既废且允开学堂，已属大收获，应适可而止，不必操之过急。维新人士中，持张这一看法的还有康广仁，他对“志气太锐”的兄长亦曾旦夕苦劝，“言之甚切”。康有为显然已抱定知其不可为而为之的决心，更无意将业已启幕的变法新政半途中止，因而不可能察纳元济等人的“良言”。不过，《时务报》奏准官办之后，康“以朝避危疑，欲藉此以观进退”，亦曾决意离京赴沪，督办报务。为了“羁縻”控制该报的汪康年，康致电汪，请其相助；同时，又嘱梁启超函请张元济“作函挽留”汪氏。张、汪乃知交，关系非同恒泛，但在汪与康、梁师徒的矛盾中，张大抵取持中调和的态度。汪与梁为《时务报》发生龃龉，张多方劝解；康自作主张，荐人取代与汪有约的在京售报人员，张亦极力息事宁人，化解纠纷。元济希求合力共图维新大计的用心可谓良苦。正因此故，康、梁欲从汪手中顺利接办报务，便要借助张的侧面翊赞。

光绪帝革除礼部六堂官的第二天，张元济便连上封奏，提出了包括“满汉通婚、去发辫、除拜跪”的一系列大胆建议。有的论著对张此举颇为不解，觉得元济既知“回力不远”，上书无谓，何以出此徒劳之言?其实，历史并不完全依形式逻辑推演，某些潜在因素常常突破初期框限。对于变法，张元济虽主张稳健行事，但在光绪帝断然罢免压制新进的礼部堂官，“士气大伸，维新之士争出其所怀，以闻于朝廷”的形势下，他不可能无动于衷。何况，张氏上书与康有为有关。胡思敬《戊戌履霜录》载曰:“七月，李岳瑞请易服色，张元济和之，有为实主其谋”。近年有的研究者甚至认为，张氏之“痛陈本病统筹全局”折系康有为代拟。证诸史实，元济在此问题上并非完全依违于人。康氏《自编年谱》（即《我史》）称:自请开制度局，京内谤言鼎沸，连“张元济请废翰林院、都察院”，亦“皆归之于我”。看来，张元济当年确乎也是一个摇旗呐喊的人。故而，张的上书应是他与康的联手之作。亦因如此，其后，康请开懋勤殿，推荐十名顾问官，张名列其间。当然，张元济没有预闻康、梁、谭等“杀荣围后”的核心密谋，而是居于“外围”。不过，由于他在变法运动中的活跃表现，戊戌政变后，京城误传张与“军机四卿”同被拿问，连他的友人孙宝瑄亦信以为真而载入其《忘山庐日记》中。