השלים את המשפט הבא: ביצירת ברית פוליטית עם הקיסרית האלמנה, והפך לאויב מתמשך של קיסר גואנגסו, יואן עזב את הבירה בשנת 1899 עבור מינויו החדש כמושל של שנדונג. במהלך כהונתו של שלוש שנים פרצה מרד הבוקסרים (1899-1901); יואן הבטיח את הדיכוי של הבוקסרים במחוז, אם כי כוחותיו לא לקחו חלק פעיל מחוץ לשאנדונג עצמה. יואן לקח את הצד של הפלגה הפרו-זרה בחצר הקיסרית, יחד עם הנסיך צ'ינג, לי הונג-צ'אנג ורונגלו. הוא סירב לעלות לצד המתאגרפים ולתקוף את כוחות הברית של שמונה המדינות, והצטרף למושלות סיניים אחרים שהנהלו צבאות מודרניים משמעותיים כמו ז'אנג ג'ידונג שלא השתתפו במרד המתאגרפים. הוא וז'אנג התעלמו מההכרזה על מלחמה של הקיסרית האלמנה צ'ישי נגד הכוחות הזרים והמשיך לדכא את המתאגרפים. הקליקה הזו הייתה ידועה בשם "ההגנה הדדית של דרום מזרח סין". בנוסף לכך שלא נלחם ב"ברית שמונה המדינות" ולדכא את המתאגרפים בשנדונג, יואן וצבאו (דיוויזיית הימין) גם עזרו לברית שמונה המדינות לדכא את המתאגרפים לאחר
הברית כבשה את בייג'ינג באוגוסט 1900. כוחותיו של יואן שיקאי טבחו עשרות אלפי אנשים במערכה האנטי-בוקסרית שלהם בז'ילי. יואן פעל מחוץ לבאודינג במהלך הקמפיין, שהסתיים בשנת 1902.