1911年10月10日爆发了武昌起义，形势迅猛发展，形成全国规模的辛亥革命。22日（农历九月一日）西安起义响应。11月18日，秦军兵马大提督张云山为罗致人才，率先向蛰居礼泉故里的宋伯鲁发出邀请函。

芝田大人：

    戊戌政变，甫逾十年。蜀鄂先声，首倡义举。秦陇地居上游，为周秦汉唐开化最早之地，云山秦性豪侠，起义复汉，初一日一昼夜间，所向克捷，据高屋建瓴之势，成摧枯拉朽之功。胡虏而外，秋毫无犯，安堵无惊。连日各州县间义投诚者，不一而足。北达甘新、南通湘鄂，西联蜀藏，东接豫晋，暨东西洋侨寓同胞，旬日以来，无不赞详，不足以赞诩成功。秦稔先生谷口高贤，隆中朔望，不求闻达，自是伟人。夙占同气之求，自应卑礼以聘。兹特派专员刘长太等随带马队二十名，奉书上达左右，专迓文旌。沿途着刘长太等随喻地方官绅，妥为保护来城。务冀念切同胞，从速命驾，不我遐弃。济此时艰，收运筹决胜之鸿效，为复汉历史之荣光，侧席以求，匡予不逮。云山幸甚，三秦生民幸甚。专素布肯，即颂道安，付乞察鉴。

    宋伯鲁接到张云山邀请信后，对省垣西安卒然发生的巨大变革激动不已！为此，他当即复函张云山，表示愿意接受秦陇复汉军的邀请，不日将整顿行装，从速南下。

    20日前后，宋伯鲁携家眷及门人，乘10余辆轿车在迎送专员刘长太的陪护下来到西安，居土地庙十字宋氏旧宅。

    此时，起义军仅占有省垣一隅，东、西两路则时有豫、甘清军啸集反攻，形势严峻。为扭转战局，军政府高等顾问郭希仁急与大统领张翔初（凤翙）赶至张云山司令部驻地南院，在宋伯鲁办公室（宋任张云山高等参谋）与张云山商谈西行御敌之事。宋伯鲁深明大义，张云山遂慨然应允西行出征。

    张云山率部西征后，司令部政务虽暂委副都督吴世昌主持，但一切政令、文稿与交涉信函，则盖出宋手。先是民党成员邹子良、马开臣等人对宋来省后备受张云山礼遇大为不悦，因当面诘骂宋为老官僚；接着起义军骁将王镇海又因所部过礼泉时，强索供应，被宋门生某禀告至张云山处，镇海因而迁怒于宋，回省后在南院大吵大闹。凡此种种，宋伯鲁以大局为重，对以上诸事均冷静对待，使矛盾终未进一步激化。

    当王镇海大闹南院之际，东路潼关城隘已被清军攻下，形势急转直下。与此同时，张云山会党势力又蠢蠢欲动，省垣周围，遥言朋兴，一夕数惊。在关键时刻，宋伯鲁审时度势，一面偕耀县名士张木生一道向吴世昌建议，请派曹寅侯新募兵士数千人出省助战，以解东路累卵之危；一面往来奔走民党与会党及各方势力之间，多方调解，终使会党码头纷纷裁撤，形势好转，民心始安。

    以上诸事，均得张翔初、郭希仁首肯。在乾州前线与敌血战的张云山闻知消息后，对宋伯鲁的所作所为赞佩不已，誉其为民军之中难得的军师，少见的雄才。长安名流郑维翰先生在12年之后忆及此事，曾不无感慨地援笔记道：“辛亥政革，陕西首义，诸人礼聘（先生）至省，定乱安民，多所臂画，而草莽者流，每以杀人为快，先生以德相感，久而化成，其造福生灵者多矣”。

    宋伯鲁除积极襄助张云山底定中枢，办妥内务之外，还毅然抛却个人私念，为西路停战，扫清障碍而奔忙。时清军提法使彭英甲、总兵马安良所部与民军相持汧（阳）、凤（翔），全省战局受到影响，宋伯鲁为使清军速增，早日弥兵，遂于1912年1月26日向彭、马二人发出信函，劝其认清形势，从速退兵，勿再为清廷愚忠卖命。函文如下：

丙庚翰如仁兄方伯军门：

    大人执事别两年矣，渴念之私想彼此共之。去岁十月间，奉到甘省藩学臬道公函，当即答复交秦州邮局专丁携去。其后迄未奉有玉音。想诸公断不以弟言为然耳，故乃称兵不已，而岂知其所见已左哉！今者退位诏下，共和成立，实中国亘古以来未有之盛业，四海之内皆息戈偃伯，共图治安，独吾秦陇兵祸连接，数月于兹，杀伤焚掠，欲罢不能。今电函已通，彼此停战，方将缔盟，约修亲睦，使两省之民出锋镝登衽席，何幸加之。然乾礼之师虽退，而汧凤之兵未撤，人心大惑，莫测命意之所在。夫前之相攻，犹得曰吾为清廷战也，今既涣然冰释，尚复何所顾虑，谓宜一律撤出陕界，各保边鄙，以昭大信，以示大公，然后同胞之义尽，而衣裳之会成矣。昨袁大总统有电致升公，语甚切实，已由救世堂英牧师邵君遣人送去，想亦寓目。唯冀揆度时势，幡然改困，公认共和，同享幸福，是为至祷耳。升公素未谋面，奉执事代达款诚，毋再执拗，自取祸败，匆匆不尽，祗请勋安！不备。