12月初，蓝天蔚乘轮来到南方革命中枢——上海。在沪期间，湖北旧部电邀蓝天蔚回鄂代理都督，为蓝所拒。此时南北开始洽谈停战议和，蓝天蔚被鄂军都督府增选为议和代表，而蓝志在北伐，在上海训练决死团，整编学生军，招募十字军，争取各方经费支持。沪军都督府和鄂军都督府对蓝之求援，多有推托，而且革命党内部为黄兴、黎元洪大元帅位置之争相持不下，统一的南方革命政府迟迟难以成立，蓝天蔚大志难伸，愤而开枪自戕，幸未伤及要害。蓝天蔚自杀事件成为沪上轰传一时的新闻，各报就蓝自击事件发表消息和评论，呼吁革命党停止内争，迅速援鄂和北伐。1912年1月1日，中华民国南京临时政府成立，拟任蓝天蔚为参谋长，蓝“以救国为天职，不愿为安乐之官吏”，请命北伐。1月5日，南京临时政府任命蓝天蔚为关外都督兼北伐第二军总司令，节制“北伐之沪军暨海容、海琛、南琛三舰”。
蓝天蔚率师抵达山东烟台，停驻芝罘海中，藉作根据。蓝的到来，鼓舞了东北、山东革命党人的士气，东三省起义彼伏此起，绿林及清军中屡有投奔民党者。北伐军与山东革命党海陆呼应，克复登州、黄县、烟台等处，成立革命军政府。东北方向，蓝天蔚派北伐先遣队在日方控制的中立地带庄河尖山口子上陆，连战皆捷。同时，停驻烟台海面的军舰，巡弋到大沽口，并到秦皇岛、营口等地示威，震动京津，蓝天蔚北伐之师成为南方革命政府一枚重要的战略棋子，对南北议和的时局发挥了深远影响。
2月12日清帝退位，南北统一，蓝天蔚接到南京临时政府陆军部停战令。同时，日方对蓝天蔚于中立地带登陆，拟报以武力。蓝天蔚北伐之举，遂暂告停顿。不久，北京兵变，但迅速事定。蓝天蔚虽有志北伐，然而不得不陆续撤出东北革命军，整编、解散北伐部队，取消关外都督名义。4月中旬蓝天蔚返回上海。
南北统一，袁世凯在北京组织新内阁。鉴于蓝天蔚率海军北伐的经历，北京政府曾假意拟任其为海军总长，海军及舆论则以蓝天蔚所长在陆军，起而反对，蓝天蔚本人也以经验缺乏坚辞。识者评论政府此举“用非所学，损蓝信用”而已。
回沪之后，蓝天蔚出席张园盛大的欢迎会，答谢各界。沪上知名伶人潘月樵、刘艺舟等资助、参加了蓝天蔚东北革命事业。此际，他们返回上海创办新舞台剧社，将蓝在东北举义的经历，改编成新戏《蓝天蔚》连续公演多日。蓝、潘交谊深厚，二次革命后，潘月樵因新舞台私藏辛亥北伐之际未及处理的枪弹而获罪，蓝天蔚多方为之营救。
北伐归来，蓝天蔚声名赫赫。1912年他参加、列名各种政党、社团。他是民社发起人之一，后来民社并入共和党，蓝天蔚名列共和党理事。他是华侨联合会、中华民国女子工业场的赞成员，中华民族大同会的调查部干事，临时稽勋局的名誉审议，并列名华法联进会（中法协会）。为抵制《俄库协约》，蓝发起成立中国民国救国社。此外，还参与发起创办《世界报》《国民日报》。据族人回忆，蓝天蔚曾赠邓文瑗五万元，投资组办香港中华书局。他顾念桑梓，在湖北黄陂创办秉文学校，当地男女学童可以免费就读。
为解决民初政府财政困难，蓝天蔚不辞烦劳，主动劝募爱国债券。且不要利禄，不求名位，飘然远引，6月，受北京临时政府资助出洋游历，经日本访美访欧。在海外期间，他留意各国军事、时政，运作外交承认。在美国，他乘坐华人飞行家谭根的飞机翱翔蓝天，并积极建议中国政府在军队中配备飞机。抵达华盛顿，督促美国承认中华民国的地位。他密切关注祖国，对国内党派纷争乱象忧心忡忡，致电警以“党争不绝，灭亡立待”，劝勉停止党争，共图一致。
1912年10月，北京临时政府授予蓝天蔚陆军中将衔，不久即加陆军上将衔。蓝顾念旧部，辞所授军衔，请移奖关外部下，未获允准。1914年初，游历年余的蓝天蔚回国，授以勋四位。
回国之后，蓝天蔚热情满满，多有政见贡献，然不为总统袁世凯所用，仅以闲职备员羁縻，此时蓝郁郁居于京城。1915年袁世凯筹划帝制自为，一片劝进声中，蓝天蔚应景数上请愿书，申言共和不利于国，赞成君主立宪，陈请变更国体。并被选举为国民代表会议代表，为公决国体投票。12月底，蔡锷离京，辗转抵达云南，发表护国讨袁漾电。蓝天蔚等致电蔡锷，劝其取消反对帝制，早日回京。1916年在全国的反对声浪及护国军的节节胜利中，袁世凯被迫取消洪宪帝制。反袁力量意犹未止，敦请其辞去大总统职，奉命赴川抵抗护国军的袁世凯亲信陈宧此时也反戈一击，宣布独立。有谓陈宧此举，与他的同乡好友蓝天蔚等致书策动不无关系。1916年5月，北洋政府任蓝天蔚为达威将军，闲置于将军府。不久，将军府裁撤，段祺瑞政府拟任蓝天蔚为库伦办事长，国务会议业已同意，蓝婉拒就任。同年底，蓝天蔚在北京约集失势将军，以联络感情、研究学识为宗旨，发起同德俱乐部，创办《同德杂志》。
袁世凯死后，黎元洪继任大总统，段祺瑞为国务总理。第一次世界大战爆发，黎、段在对德参战问题上意见不一，发生府院之争，黎元洪下令免去段祺瑞国务总理之职，蓝天蔚通电支持黎元洪。应邀进京调和黎、段矛盾的张勋借机复辟清朝，蓝天蔚约集旧部，致函段祺瑞，愿意同秉大义，讨伐复辟，誓保共和。
张勋复辟旋起旋没，段祺瑞回京，迎冯国璋为总统，拒绝恢复《临时约法》和国会。蓝天蔚通电，呼吁“尊崇约法，恢复国会”，为策应南方孙中山的护法运动，蓝天蔚接受孙中山任命，任关外招抚使兼司令，赴东北联络起事，然而事未成功。1917年10月张作霖呈请北洋政府，褫夺蓝天蔚官勋，并严令通缉。是年年底，蓝天蔚返鄂，策动士官学校同学、东北新军同僚、时任荆宜镇守使的石星川于荆州自主，投身护法行列。
1918年西南护法军政府改组为总裁制，岑春煊任主席总裁，孙中山去职。蓝天蔚抵粤，受任为广东军政府高等顾问，11月，受派为福建宣抚使，赴闽慰劳护法军队，磋商闽浙停战事宜。
同在护法旗帜之下，唐继尧与熊克武所代表的滇川之间有很深的矛盾，集中在滇军驻川及军饷问题上。1919年护法军政府委蓝天蔚为鄂西川陕慰问使，启节辗转于云南、四川，力为斡旋。经蓝天蔚协调，暂时解决了滇军驻川及军饷问题。黎天才、王天纵两支客军驻于四川夔州，对当地多有侵害，蓝又亲赴夔门，划定防区，规定税收，使黎王不得侵占川省过分的利益。在维护西藏主权问题上，熊克武、蓝天蔚所见相同，彼此通电相和。熊对蓝宣慰四川，似具好感。1920年，唐继尧与熊克武矛盾不可调和，爆发川滇之战，蓝天蔚无奈选择中立。
1920年4月，蓝天蔚由川入鄂，抚循鄂西护法军。当时，柏文蔚统鄂西护法军，难以和辑各部，各部公请蓝天蔚统率之。蓝天蔚本可薄总司令而不为，行其位高誉隆的宣慰之责。然而顾念桑梓，意欲有所作为，遂迎难而上。4月9日，蓝天蔚在施南接印，任湖北靖国第一军总司令，视事之后，军威军势为之一振。不久又吸收黎天才、王天纵余部，组成鄂豫联军，被公推为总司令。蓝天蔚发布公电，表示“此次兴兵，志在护法”，然而他所见到的是西南护法军政府与北洋政府之间苟且言和，“以护法救国始，而以争权夺利终”，忘却护法精神。本年，蓝天蔚经介绍加入中国国民党。
在鄂西，蓝天蔚的靖国联军遭遇重重困难。靖国军内部山头林立，整合困难。鄂西施南七属，本非富庶之地，靖国军兵员不少，摊派到当地的粮饷负担过重，引发民众抵制。如靖国军李化民部时时因征粮激起民变，当地数县民众成立“神兵”组织，联合围攻靖国军。同在护法旗号下的熊克武川军，对驻扎在四川境内的滇军、鄂军，以及投靠滇军的川军，以驱“客军”为名，实行武力征剿。湖北督军王占元则在宜昌部署重兵，耽耽虎视靖国军。因此困守鄂西，并无出路。此时李烈钧率滇军进击湘西，蓝李联络，可互为犄角，进图荆宜。
鉴于此，1920年底蓝天蔚在恩施县城召开军事会议，大举东下，讨伐湖北督军王占元。1921年元旦，蓝天蔚率所部进攻大支坪，战事进行一月，鄂西靖国联军在北洋系的孙传芳、王都庆所部抗击之下，先进而后退，沿途又为当地“神兵”袭扰，蓝天蔚感慨道：我革命是为民而起，今竟受其攻击，定是自己害苦了百姓。靖国军且战且退至川鄂交界的利川嵩坝，为川军张冲旅阻击。蓝天蔚不忍同室操戈，又以熊克武故人，或可相容，不顾下属反对，下令放弃抵抗，向川军缴械，所部为川军解散。
蓝天蔚被解至夔州，自书下野电文：“鄂西丧亡，天蔚之罪。人格既失，万念都灭。今后读书寡过，不敢再问天下事。”随即熊克武令护送蓝天蔚去渝。3月29日抵重庆，蓝天蔚自知不免于死，致书其弟蓝文蔚，叹息“此役之后，对于中华民国已不愿再生关系。时事至此，人心至此，恐无挽救之力。吾弟以后离脱兵事，作一闲人为好。不然，苟非自己训练之兵，明大义之官，纪律严明，情谊隆厚者，万不可共事。兄之失败，无一个可靠之兵，无一个可靠之将，他人作孽，自己受过，身败名裂”。3月31日蓝天蔚欲拜会熊克武、但懋辛。不见。当日晚被摒去随从，单独羁押于防范森严的勤务兵室。次日，传出蓝天蔚以手枪“自戕”消息。然而深为时论所疑，风传王占元以支援熊克武军火作为引渡蓝天蔚的条件，熊克武遂演出蓝天蔚“自杀”一幕。蓝天蔚享年45岁，身后遗一妻一女。
1926年，其灵柩归葬武昌卓刀泉之伏虎山，章太炎为之题写墓表。1922年、1928年蓝天蔚分别为中华民国北京政府、南京国民政府褒扬给恤。
日本人园田一龟评论蓝天蔚等为“湖北武人之精华”，“皆为坎坷薄命之武人，以革命派之先觉，手握兵符之健将，俱死于非命，诚千古之恨事。彼等致力于革命，功绩非小，乃壮志未酬，空为时代之牺牲者”。他们身处的时代正是中国近代转型时期，改良、革命，君主、民主，专制、共和，一切尚在晃荡之中，尘埃并未落定。蓝天蔚以戎伍为途径，以报国为素心，随时势而起，为时势所灭，其一生经历凸显出百年前有志报国者的坎坷遭际，也映现出那个令人进退失据的动荡年代。
