年5月，章太炎为邹容的《革命军》一书作序，称其为“义师先声”。同年6月，作《驳康有为论革命书》，因文中有“载湉小丑，不辨菽麦”之语，引起清廷震怒，而世人惊为“奇警”，认为“论者不啻向五千年帝王中，猛投以爆弹也”。
事发后，清政府到爱国学社抓人，问谁是章炳麟。章太炎挺身而出说：“我是章炳麟，你们抓我好了。”
章太炎在狱中做裁缝度日，但革命意志不减。当时邹容尚在逃，章太炎在致邹容的信中大义凛然道：“吾已被清廷查拿七次，今第八次矣，志在流血，焉用逃为？”不久，邹容便前来主动投案。结果章太炎被判3年，邹容被判了2年。
年阴历六月二十九日，章太炎出狱赴日。在欢迎会上，章太炎慷慨陈词：“一、用宗教发起信心，增进国民的道德；二、用国粹激动种性，增进爱国的热肠。”并表示要成革命大业，必须有“精神病人”的执着和勇气。他还特地在宅壁高处挂了一幅邹容的遗像，前面摆了一张横板，上设香炉，每月初一、十五必沐手敬香一次。
年，章太炎第二次渡日本。此次东渡，章太炎住在梁启超主持的新民丛报馆，为《新民丛报》润色译文，并曾试图调解孙、康二派的关系。
年，章太炎在日本主编《民报》时，曾主张社会主义，与片山潜等日本社会主义者过从甚密，并由此反思西方的进化论及现代文明，撰写了《俱分进化论》《五无论》等着作。
章太炎是同盟会和辛亥革命的重要领袖之一。他与孙文既有过并肩奋战的岁月，也有过激烈争辩乃至分道扬镳的日子。孙文逝世，章太炎肯定“天生我公，为世铃铎……余岂好邮，好是谔谔”。既承认孙文首倡革命之功，又坦言彼此的分歧，是有话直说的诤友。时称章太炎为“民国之祢衡”。
章太炎常批评孙中山，但是他在批评孙中山时，别人只能听，不能答，更不能附和。如果有人附和说骂得好，他马上给人一记耳光，说：“你是什么东西？总理（孙中山）是中国第一等的伟人，除我之外，谁敢骂之？”
辛亥革命胜利后，时任总理的孙中山特地遣使迎章太炎至南京总统府议事。袁世凯窃取大总统宝座之后，试图拉拢章太炎为其所用，聘请其为总统府高等顾问，同年任命其为东三省筹边使。宋教仁一案后，章太炎对袁世凯的幻想破灭，起而反袁。
据景梅九回忆，某一天，章太炎闹着要效仿方孝孺，手持丧杖，身披麻衣，“痛哭于国门，以哀共和之将亡”，最终被大家劝阻住了。随后，章太炎还是按捺不住，手持团扇一柄，下系勋章，足踏破官靴，冲闯总统府，“疯言疯语，大闹不休”。从此以后，“章疯子”的名号，便迅速传开了。
年，章太炎被袁世凯幽禁在北京龙泉寺，5月23日，他写信给家人，其中有这样一句：“我死后，中国文化费500元，雇厨子一人、听差两人以供使唤。他毫不客气，晓谕听差和厨子必须每日向他请安三次，清晨9时一次、下午3时一次、晚上9时一次，请安方式为打躬，不得违误，若有差池重责不贷。听差、厨子唯唯不敢稍忘。章太炎有时还借吃汤圆表达对袁世凯的切齿之恨。他夹起一颗汤圆，优哉游哉地说道：“汤圆，又称元宵，元宵者，袁消也。”紧接着一口将其吃下，引得大家大笑。
年，章太炎被袁世凯软禁期间，被迫写“劝进书”，书云：“某忆元年四月八日之誓词，言犹在耳。公今忽萌野心，妄僭天位，非惟民国之叛逆，亦且清室之罪人。某困处京师，生不如死！但冀公见我书，予以极刑，较当日死于满清恶官僚之手，尤有荣耀！”据说，袁世凯气得冒烟，又自嘲说：“彼一疯子，我何必与之认真也！”
章太炎在文学、历史学、语言学等方面，均有成就。宣扬革命的诗文，影响很大，但文字古奥难解。所着《新方言》《文始》《小学答问》，上探语源，下明流变，颇多创获。
当时的北京大学，有名的教授，大多出之于章太炎的门下，如：黄侃、朱希祖、钱玄同、周树人（鲁迅）、沈兼士等。
当年27岁的胡适独树一帜，在大师环伺的北京大学，教起“中国哲学史”，其讲义《中国哲学史大纲》颇多沿袭章太炎在《国故论衡》下卷《诸子学》诸篇的观点。胡适实为章太炎中年以前学术衣钵的继承者。但此时章太炎本人的学术已经有所转向，故对胡适的中国哲学史研究不甚满意。
胡适着有《中国哲学史大纲》一书，出版时特送了一本给章太炎，上写“太炎先生指谬”，下署“胡适敬赠”，在“太炎”和“胡适”4个字的右边，各加了一条黑线，表示是人名。章看到自己名旁加了黑杠，不禁大骂：“何物胡适！竟在我名下胡抹乱画！”及至看胡的名旁也有黑杠，才消了气说：“他的名旁也有一杠，就算互相抵消了罢！”
章太炎也精通医学，着有《霍乱论》《章太炎医论》（原名《猝病新论》）。曾有人问章太炎：“先生的学问是经学第一，还是史学第一？”他答道：“实不相瞒，我是医学第一。”
胡适称章太炎是“清代学术史的压阵大将”，黄侃则称其为“实命世之大儒”。而在鲁迅眼里，章太炎首先是一个革命者，其次才是一个大学问家，即“有学问的革命家”。他认为，章太炎的业绩，“留在革命史上的，实在比学术史上还要大”。
鲁迅在1936年临终时，回忆其师章太炎：“考其生平，以大勋章作扇坠，临总统府之门，大诟袁世凯包藏祸心者，并世无第二人；七被追捕，三入牢狱，而革命之志终不屈挠者，并世亦无第二人。这才是先哲的精神，后生的楷模。”此番评论，尤为精彩。
年6月14日，章太炎因病去世，享年67岁。他一生极为自负，临终时，留下遗言曰：“朴学从此绝矣。”病逝的消息传来，一时间“全国朝野表示哀悼”，国民政府拨专款3000元为章氏治丧费，并通过了“章炳麟应予国葬，并受国民政府褒恤”的决定。