漢靈帝駕崩后，大將軍何進(jìn)掌握朝政大權(quán)，袁術(shù)與袁紹得到了何進(jìn)的拉攏。

中平六年（189年），十常侍殺害何進(jìn)，袁術(shù)與吳匡合力進(jìn)攻皇宮，宦官們手持武器負(fù)隅頑抗，袁術(shù)火燒南宮九龍門及東西宮，脅迫十常侍棄皇宮出逃。

二、討伐董卓

董卓入洛陽后，欲廢漢少帝劉辯，改立陳留王劉協(xié)為帝，為拉攏袁術(shù)，乃表袁術(shù)為后將軍，袁術(shù)不肯依附，懼禍逃往南陽。長沙太守孫堅(jiān)殺南陽太守張咨，引兵從術(shù)。

南陽戶口尚數(shù)十百萬，但是他不修法度，以鈔掠為資，奢姿無厭，百姓患之。袁術(shù)于是和孫堅(jiān)聯(lián)手，上表行孫堅(jiān)破虜將軍，領(lǐng)豫州刺史。孫堅(jiān)領(lǐng)軍出征，袁術(shù)在后方提供糧草補(bǔ)給。

后孫堅(jiān)率軍于陽人擊敗董卓軍的胡軫、呂布，斬殺了華雄，取得大捷。此時(shí)有人便向袁術(shù)進(jìn)言：“孫堅(jiān)倘若占據(jù)洛陽，發(fā)展勢力，將難以制約。如果任其發(fā)展，豈不是除卻一狼，又增一虎。”袁術(shù)擔(dān)心孫堅(jiān)會尾大不掉，便不運(yùn)軍糧給孫堅(jiān)。

孫堅(jiān)便連夜趕回嚴(yán)辭切責(zé)袁術(shù)，袁術(shù)慚愧，立即給孫堅(jiān)調(diào)發(fā)軍糧。孫堅(jiān)回到前線后乃率軍攻入洛陽，分兵出函谷關(guān)。后來孫堅(jiān)進(jìn)攻董卓尚未返回豫州，袁紹以會稽的周昕為豫州刺史，想奪取孫堅(jiān)的地盤，袁術(shù)引兵擊退周昕。

三、割踞淮南

袁紹想立漢宗室劉虞為帝，派人通知袁術(shù)，希望得到袁術(shù)支持。但是袁術(shù)觀漢室衰微，早已心懷異志，不愿意擁立成年的漢朝皇帝，于是托辭公義不贊同袁紹的提議，兄弟兩人因此積怨翻臉。