宋案真相大白后，国民党经过激烈的争论和紧密的磋商，终于确定了武力讨袁的策略。由于湘省国民党势力最大，反袁呼声甚高。早在宋案发生前，谭延闾就派人赴安庆商湘、皖联盟问题，拟组成湘、皖、赣、粤、闽五省同盟，以便与中央抗衡。这时，社会上传闻湘省将联合皖、赣、粤三省实行独立。对此，谭“反复声明南人之愤怒系反对某氏一人，并非反对民国”。六月，国民党都督李烈钧、胡汉民、柏文蔚相继被撤职，谭虽幸免，“然已岌岌可危”，他深感世事莫测，意欲辞职，忘迹湖海，但不获批准。7月7日夜，湖南军装局又被袁派来的奸细纵火焚毁，大部分武器、弹药付之一炬，湖南革命力量顿成徒手。谭这时以维护大局安定为己任，并不赞成武力讨袁，而主张法律解决，企图融化党见，调和南北，反对过激行为。他曾致电赣、院、粤三都督，谓“国如累卵，不可内讧，召外人之瓜分，陷中国于破产。”7月12日，李烈钧在江西湖口打响了反袁第一枪，拉开了二次革命的序幕。此时，谭“仍持调解”，以为“唇齿虽寒，兵戈宜与于7月14日通电要求袁“幵诚布公”，“副总蔬、各省都督排难解纷”，“勿使挦阳一隅，为全国糜烂之起点”。但谭氏苦心热泪，痛进箴言全是徒然，袁不但烧毁湖南军装局，且派兵逼压湘境。谭延阖忠告既穷，又经革命党人督促，终于7月25日仗义而起，通电全国，历数袁氏破坏民主共和的罪行，宣布“与袁政府脱离关系”，表示要“勉竭驽钝，率三湘子弟，援旌擐甲，以返共和之魂”。
谭加人反袁行列后，一边出示安民，一边株马厉兵，制定了雄心勃勃的计划，图谋东援江西，北攻武汉。他自任湖南讨袁军总司令。任命程子楷为讨袁军第一军司令，赵恒惕为副司令，进兵湖北；唐蟒为援赣司令，进兵江西；蒋翊武为鄂豫招抚使；部永成以湘鄂联军第三军军长名义同程子楷、蒋翊武进驻岳州。同时师向荆襄，委谭人凤为荆襄招讨使。谭还派滇黔宣慰使、川滇联络使等分赴各处联络讨袁，并招募军队，大力赶造和派人四处探办枪械，向邻省请求接济军火。他与谭人凤、周震麟等致电甘肃教育司马振吾，要求马“联合回族，举兵东向，保障共和”。对内则加强政治控制和宣传鼓动。他将袁中央集权下的一些部门易名，如原部立湖南司法筹备处改为湖南司法司，湖南审计分处改为湖南审计处等等，取消袁政府的特派员，改为湖南交涉使。政治宣传方面，谭对拥袁的《湖南公报》、《民国公报》、《黄钟报》等十多种报刊厉行查禁，同时查封共和党、统一党、民主党和进步党等党派在长机关，一时国民党独步湘省舆论。为稳定军心，谭还辟谣时机正好，天与人归”，“军情并无失败之说”。
湖南独立，使袁“异常懊丧”。不过，虽然湖南讨袁军也曾打过小小的胜仗，但实际上，谭的反袁大计很难彻底实施。因赣、宁军事节节失利，黄兴从南京出走，苏、闽、粤、皖相继取消独立，谭“顿失所恃，适元洪及蜀滇黔桂四督先后电劝缓和”，谭延闾遂于8月13日取消独立，“电达中央，静待处分”。
“二次革命”中，湖南迟迟独立而迅速取消，以往论者大多只是批评谭延闾敷衍暧昧，耍两面派手腕，对其持完全否定的态度。我们认为，这是有失公允的。还在宋案发生后不久，部永成去湖北联络反袁并组织反袁机关，谭是大力资助的，部等人反袁活动败露后，谭对其是尽为保护的。“二次革命”爆发前，甘为反袁路嫜的黎元洪派人游说谭，企图破坏反袁联盟，谭并不为其所动。事实上，谭是站在反袁立场上的，并非全无作为，湖南独立迟缓和取消迅速的原因，绝不能只归咎于谭个人的性格特征，而成为评价他的主要标准。应该看到，当时有多方面的因素对他的行为发生作用。
客观上，“二次革命”的群众基础相当缺乏，而湖南省自身的条件又使谭举步维艰马克思曾指出现代历史着述方面的一切真正进步，都是当历史学家从政治形式的外表深入到社会生活的深处时才取得的。”那么，“二次革命”时“社会生活的深处”蕴含的是什么呢？应当说是普通民众的厌战心理。谭氏受此影响颇深。当时一般居民对革命后的不安定局面深感厌烦，望治之心甚浓。特别是民族资产阶级迫切希望有一个和平安定的局面以供他们实现发展实业的愿望，他们轻信袁氏保护商民、振兴实业的诺言，基于自身的经济利益，尤其厌恶战争。“二次革命”爆发后，谭召集官绅商讨对策，“与会者二十余人皆谓此刻以维持、保安全、宁秩序为第一要事”。独立期间，湖南商业团体董事会便呈请都督取消独独立。
另外，当时湖南的军事力量极其薄弱，财政拮据，也是谭裹足不前的重要原因之一。军事方面，湖南自大裁兵后，“一兵一卒未练”，由巡防营改编成的守备队大多与国民党人异趣，反对“二次革命”。程潜在宋案发生前三天方接任军事厅长一职，他在三个月内匆匆组成三个步兵团和一个炮兵营，而战争又在他毫无准备的情况下发生。又有军装局被焚，湖南军事器械几乎丧失殆尽。对此，连激烈反袁的邹永成也说广以如此单薄的力量，如何造得反来？”黎元洪则称湘军“子弹甚少，不堪一击”袁世凯亦将其对湘方针由进攻改为防制，只派兵驻扎湖南边境实行监视。当李烈钧电促湖南响应时，谭延闾和赵恒惕的回电大意都是：军械子弹尽行被焚毁，不能作战，心有余而力不足，实在惭愧。财政方面，由于对内对外各项政策开支浩繁，入不敷出，仅1912年便亏省平银412.889万两。总之，谭延阖权衡局势，发兵胜算难操，不发兵则义所不许，他就是在这种两难窘境中宣布独立的。
面对强大的北洋势力，加上资产阶级本身的软弱性，“二次革命”的失败在所难免。而湖南的取消独立，也是势所使然。谭人凤曾指出南京已败，南昌又危，湖南断无独立能力。”
至于主观上，谭延闾一向注重维持秩序，保全治安，期待“厉行民生政策，刷新老大国家”，他的“不可内订”的主张便基于此。这是当时一般革命者的通病，只注重维持原状，保存实力；只求共和告成，毋论共和魂归何处。“二次革命”前，福建都督孙道仁即以“保境安民”为由，退出五省联盟。此外，“二次革命”初期，黄兴等革命上层人物也不主张武力讨袁，他们认为法律与政治体制足可制袁世凯之野心有余，而“不再恃兵力以为抵制”。这一方面反映了他们仍沉溺于政党政治的幻想之中，另一方面也反映了畏惧袁氏强权政治、缺乏讨袁信心的心理，体现了资产阶级固有的软弱性和妥协性，而这在谭氏身上显得较为突出。同时，他特别希望能好好地搞和平建设，而不是兵火连天。他在7月14日的通电中说：“当此之时，即令同心同德，群策群力，乘四境又安之会，为十年生聚之谋，犹悲祸至无日，时不我与，无由起垂死之沉疴，复已伤之元气”，“燃箕太多，抱蔓空归，谁可独存，岂能有幸”。这些话可谓淋漓尽致地表达了他的所思所虑，他又“以湘省频年水灾，人民困顿万状，疮痍未复。一旦再行兴兵，地方不免又遭蹂龋。是以决计主张调停南北意见，以免兵连祸结，外人得以乘隙，肆行瓜分”。
谭延闾在其取消独立的布告中解释取消独立的原因为广大势所趋，皆以保境安民为主。湘省既不能以独立为支柱，而何以全省为牺牲，于事无补，于心不忍！”这番话讲得合情合理。在革命无法避免的情况下，他希望的是动荡不要蔓延开来，以免无谓的牺牲，召至外人乘隙而人。虽以保存实力为出发点，但其救时之心亦不可否认。而且，谭在取消独立之前，是得到过程潜的谅解的。鉴于“玉碎不能，瓦亦难全”，为“免生灵涂炭”，谭取消独立。另一方面也是为了东山再起。他曾电李烈钧大局如此，兄弟可早抽身，弟所以在此赧然暂留着，实为兄弟留一条路耳，望速来湘，再俟良机。”黄兴出走时，给柏文蔚的密电中说大势已去，无能为力，弟已他往，望兄相机引退，留此身以待后用。”这一点上二者可谓异曲同工。后来李烈钧等果然取道湖南才得以安全转赴上海流亡日本，谭的悉心保护与黎元洪的穷追捕杀形成鲜明的对比。而且，谭在取消独立前后，对反袁的革命派始终是庇护的，如取消独立之前，有人建议谭捕杀遭袁通缉、处境危急的谭人凤、周震麟等向袁悔罪，谭并未乘人之危，落井下石。之后，在他自己也将身陷虎吻的情况下，他仍维护许多反袁上层革命人物，如谭人凤、蒋翊武、周震麟等，因资送程潜等出逃和护卫败退的李烈钧还被赵春霆告密。湖南取消独立时，黄兴的继母和夫人尚在长沙谭延闾担心反对者来，她们受到迫害，派人送她们到上海”。这一切都表明，谭氏虽然取消独立，但并没有和袁世凯同流合污，沆瀣一气。也正因为这样，虽经黎元洪极力说项，袁世凯始终觉得谭与己异趣，终于任命汤芗铭取代其湖南都督一职，褫夺其陆军上将衔。谭延闾先后寓居青岛、上海，过其“瀛台”生涯。
恩格斯曾指出主要人物是一定阶级和倾向的代表，他们的动机不是从琐碎的个人欲望中，而是从他们所处的历史潮流中得来的。”谭延闾在其第一次督湘期间虽然曾对革命起过积极的作用，但毋庸讳言，他毕竟是民族资产阶级上层的代表，这个阶级往往随时代的浪潮涌动而沉浮不定。当涨潮时，它便登上了浪尖，每每还可扮演一回弄潮儿的角色；而退潮时，它便显得那样的中气不足，软弱不堪。二次革命失败后，谭在给徐世昌的密电中说：“湖南独立，水到渠成，延闾不任其咎；取消独立，瓜熟蒂落，延阖不居其功。”撇开他站在徐世昌的立场上论事不说，在此，谭极力作出一副超然的姿态，实则表达了他在“二次革命”中身不由己的真意。此外，他还屡次向袁黎输诚通好。6月初，当他感到“如困重围，不能自保”时，便暗中派人前往武昌，致函黎元洪称已准备药水，如湘省宣布独立，即服毒自尽以谢天下”，意在向黎请示方略，黎“以湖省失谭督，内部必定大乱”，当即动以“徒死无益，不如暂为一时权宜之计，阳为附和，阴图敉平”。8月11日，又致电袁世凯自咎广湘事措置无方，咎在延闾一人，惟维持操纵实具苦衷”，表示“终当始终维持”。取消独立后又致电黎元洪已电请中央迅简贤能来湘接代，俾得息肩补过，退处安闲”，请黎“代达悃忱”。谭延闾的这一切举措，充分体现了其阶级劣根性。他一方面慑于袁贼淫威，投鼠忌器，对其存畏葸与幻想之心；另一方面，这也是他谨慎圆滑，不走极端、八面玲珑的处世原则的真实写照，成为他历史上令人扼腕的一个污点。