汤寿潜还为北伐作了几方面切实努力：一是令测绘学堂制图科全体学生速绘北上沿江沿海要道形势图，并派出军事侦探，收集军事情报，为大规模北伐作准备（注：《浙江治兵种种》，《民立报》1911年12月26日。）。二是大规模簿饷募兵。他要求“筹饷各绅尽力劝募，俾集腋成裘，共襄大举”。同时，他主持的浙江军政府广事征兵，把王金发部及其在嵊县一带招募的新兵编为第6标，又派俞炜、钱伯坚前往绍兴、严州练兵，编成第7标。三是扩编援宁支队，令其出师北伐。南京光复后，浙江军政府又陆续调驻中波新军第83、84标开赴南京编入援宁支队，使之成为拥有步兵4标，炮、工、骑、辎重兵各1营近万人的浙军第一镇。12月15日，汤寿潜亲赴南京浙军司令部慰问前线将士，告诫官兵勿松懈革命斗志，勉励他们继续北进。他说：“燕京未复，正军人磨砺以须之时，我军人当珍重前途，努力前进，……直捣黄龙。”（注：《申报》1911年12月19日。）从1912年1月15日始，驻宁浙军冒着严寒陆续渡江沿津浦路北伐，成为当时陆路北伐先锋（注：浙军出师北伐后，与粤军发起组织“联军北伐参谋团”，以统一步调。1月底，北伐浙军司令部移驻临淮。2月中旬，浙军与粤军将张勋逐出徐州并进驻该地。详见《申报》1912年1月28日、2月14日报道。）。
    12月31日袁世凯撤回议和代表唐绍仪后，汤寿潜即以浙江军政府名义急电孙中山，提出立即兵分四路北伐。电文说：“南京孙大总统鉴：唐使撤回，衅端非开自我，先发制人，兵家要著，滦州既经反正，尤应亟为接应，浙军府意宜亟分四路出师：一军自鄂湘分开汉、滠；一军自皖北进窥陈、颖；一军自清江袭击徐州；一军航海自蒲河口附近登陆，接应滦军，横断京、奉，以操必胜之势。民国初建，尤宜示威，以表实力，浙人枕戈已久，惟命是听！”（注：《浙江军府致孙大总统电》，《申报》1912年1月8日。）
    但汤寿潜的主张大都没有为民军所采纳，反而于1月14日与袁世凯达成停战续展14日的协议。1月15日，汤寿潜临卸浙督前夕又电孙中山及南京临时政府各军政首脑、各省都督、总司令，历数袁世凯议和期间背信弃义、违约进犯的14条罪状，力陈与袁议和的严重危害，尖锐地批评了革命政权的对袁妥协，再次呼吁迅速北伐，“迅与决一死战，庶不再受其愚。”（注：《史料专辑》第81页。）
    从以上并不全面的史料可以看出，汤寿潜是坚决反对议和、力主北伐的，他是立宪派中的激进反袁志士，与张謇等立宪派人不可相提并论。