蓝天蔚在回国期间，经常前往武昌水陆街吴禄贞住宅，“与吴同倡言革命”，吴禄贞、蓝天蔚等在武昌花园山设立秘密机关，向武汉军、学两界的爱国青年宣传革命思想。许多革命青年如吕大森、朱和中、胡秉柯、曹亚伯、李书城等都加入花园山聚会者行列， 他们在商讨革命方略时最先提出“运动新军”的战略思想。
当时，清政府正向全国大力推广北洋和湖北训练新军的经验，急需大批掌握新式军事科学知识的军事人材，有人对端方说：“蓝天蔚军学宏博，未可浅尝辄止，请复东渡入兵工学校”。端方为了笼络人材，遂同意蓝继续返日学习，并授命蓝天蔚从湖北新军中选拔50名优等生一起去日本学习军事。蓝天蔚正想“运动军队”，十分欣喜，于是复东渡日本继续学习，并悉心安排随去的50名学生，分别学习军事、辎重、军医等各种专门军事知识。“鄂军人材之备此为嚆矢也”。1904年春，日俄战争爆发，中国东三省成了两个帝国主义强盗撕杀的战场，可是腐败透顶的清政府却宣布“局外中立”。蓝天蔚焦虑万分，痛心疾首，联络吴禄贞、张绍曾“拍电报给清廷，提出返国组织义勇军对俄作战，勿须日军到中国驱逐俄军等倡议。”然而清廷竟复电拒绝。蓝天蔚在东京与留日诸同志组织义勇铁血团，蓝被选为队长，计划各回原籍进行革命。
五、 治军桑梓 培育英才
日本士官学校，因日籍学生全体提前入伍参加日俄战争而停办一年，且是时国内也急需留过洋的军事人材。蓝天蔚于1904年6月，应京师练兵处之召，提前回国，赴京任职。
蓝天蔚赴京畿途经湖北广水时，张之洞在行营热忱接见，劝蓝留在湖北。蓝天蔚遂留鄂，授为湖北新军训练营务处（后改湖北督练公所）教练兼湖北将弁学堂，武高、武师范等学堂军事教习。1904年冬，任湖北新军暂编第一正参谋官。1906年改编为湖北新军第八镇仍任正参谋官，同年冬任湖北新军第三十二标统带兼湖北督练公所参谋。
蓝天蔚治军桑梓 ，努力培养鄂军人才，显示出其卓越的军事才能。“门下且数千人矣。”“其居军也，日与士卒讲习无倦容；暇则慰问病苦如家人父子。”“教导则循循善诱，英才多所养成；训练则在在从严，士卒偏皆诚服。”蓝天蔚成为湖北新军中深受士兵爱戴的将领，被尊为“明师”，赠匾献旗，名传湖北全军。日本教官小岛经常对人说：“蓝天蔚学识优长，深得人心，有辅佐才能，无骄傲恶习，这种优秀少壮军官，就是在日本军队中，也实不可多得。”1906年秋，清政府在河南彰德举行秋操，北洋袁世凯、湖北张之洞，各练之新军举行南北新军的大演习。蓝天蔚担任南军总参谋官，会操三日，南军均占优势。阅兵大臣总评说：“南军总参谋官蓝天蔚计划周详，辅佐适宜，使敌进退维谷，深合战况。”
1904年，蓝天蔚在新军工程第八营中设立随营学堂，“挟其革命之资料投身该营，乘其机而播其革命种子耳。”他在新军中倡办一团体，名叫“学友会”，每逢星期日下午，所有参加的学员均须听蓝的演讲。蓝天蔚在演讲中除讲授军事科学知识外，经常结合时势大讲印度被灭、波兰亡国之惨状，及甲午之战、庚子之乱、中国失败之原因，尤其说吴三桂引狼入室之种种罪恶，有时说得痛哭流涕，听者无不感动落泪。
蓝天蔚第八镇正参谋官后，在镇司令部内开办一“自习室”。名义上研究学术，实际是集结新军内革命志士，暗中开展革命活动。如当时陆军第八镇步队第二十九标之队官普民康，排长姚瑞龙，三十二标之队官许兆龙、排长周庆诗，马队第八标之队官杨玺章、傅人杰，炮兵第八标之队官蔡得懋、排长李锦营，工兵第八营之队官吴兆麟、排长姚金镛等50人，每逢星期六下午晚操毕后，不论风霜雨雪，都要往镇司令部正参谋官蓝天蔚之自习室报到，听侯考问一周教练士兵的情况并处理公文的方法，尤其是讨论革命进行的办法，有时只许口头辩论不准笔记，有时先令写大意而后发言，所有草稿均在会后当场焚毁，不准携出片纸只字。
蓝天蔚是同盟会的老会员，由于革命的需要，未公开担任科学补习所及日知会具体领导工作，而常以“同盟会员”的身份，列席日知会召开的有关会议，秘密为日知会介绍人员，捐助经费，暗通消息，庇护会员，并利用其身份、地位掩护、营救革命党人，如日知会会员季雨霖、熊十力等人。
1906年，蓝天蔚任新军三十二标统带，以整顿部队为名，招募大批富有革新思想的知识青年入伍。一次在黄陂招募的96人中，就有12个廪生，24个秀才。这就为接受革命思潮提供了条件。蓝针对知识青年喜爱读书的特点，在标内成立“读书会”。许多革命青年如黄申芗、单道康、孙长福、刘镇湘、杨文炜、张树堂、许必达等都参加了“读书会”。蓝天蔚亲自捐资印书，对士兵灌输革命知识，同时注意在各班学兵中选择优秀激进者到湖北陆军特别小学堂，广泛传播革命种子。 某日秋季演习，蓝在武昌石牌岭演习地，以日本持战胜之威，强逼清廷订《马关条约》为题，对官兵进行爱国演讲，感叹“匈奴未灭，无以家为……”的铮铮名句，。官兵皆受激动同声呼号：“复国强兵，铲除仇人！”
1907年初，黄兴等同盟会员发动了大规模的萍、浏、醴起义时，蓝“至萍乡查看地势，拟在该处设立兵工厂“。有人告密于张彪统制说：“天蔚同谋革命，请杀之；不然或逐之。”张即派人监视蓝的行动。蓝遂辞职离鄂赴奉。
由于蓝天蔚和许多革命党人，先后长期地在湖北新军中做“运动军队”的工作，使革命思想在湖北新军中深入人心。为武昌起义准备了思想基础。1907年，端方由湖北巡抚调任直隶总督入京晋见时，难怪慈禧对端方说：“造就人才的是湖北，我所虑的也在湖北。”
1911年4月，革命党人在武昌洪山宝通寺酝酿黎元洪为都督的会议上有这样一段对话：
