1911年10月10日，“辛亥革命”爆发，各地纷纷响应。其时，徐宝山向革命党人镇江都督林述庆投诚后，自任扬州军政分府都督兼军长，马玉仁调任第三营管带。是年冬天，广军统领黎天才组织民军攻打南京的辫子军（张勋部），江浙联军司令徐绍桢，命令徐宝山部攻打浦口，马玉仁随同作战，克浦口房山炮台，后又攻打南京。张勋控制雨花台，炮火可控制全城，两军相持不下。马玉仁自告奋勇率队突破，包打张勋主力。他精选会武术的士兵，组织两排进攻部队，一排是毛瑟枪队；一排是藤牌、长矛、大刀、短刀，操练两天。在进攻中，他冲锋在前，辫子军被杀得落花流水，向后溃退，后边大军涌入，攻占了雨花台。张勋率众转移到山东、安徽边境，南北军阀莫不称马玉仁是虎将。马玉仁因攻攫升第十五标标统（相当团长）。四弟玉坤、姐丈计子山、外甥刘汉民安排当管带和队目。
1912年徐宝山倒向袁世凯，表示所部愿属北洋政府节制。袁世凯心腹蒋雁行从江北军政府都督改任江北护军使，这年2月，蒋雁行拉拢马玉仁，改编第十五标为第四十七团，隶属第二十三旅张仁奎部。不久，蒋雁行调任北洋军政府陆军部，刘之洁继任护军使。5月，刘命令马玉仁团及东海县民政长袁士猷剿灭沭阳县娄山镇、金家圩、高塘沟等处土匪。马玉仁率部在娄山镇三战三捷，袁世凯给予传令嘉奖。5月15日，马玉仁因在阜宁县、东海县等地迭次剿匪有功，又获得一等金色奖章。此时，马部已拥有马、步、炮三个营，实力较其它团为强。
1913年5月底，徐宝山被陈其美所派的张静仁、黄复生等谋杀。徐死后，由其弟徐宝箴代理军长。不久，驻防江阴的第七十四旅全军哗变，徐军改为江苏陆军第四师，徐宝箴任师长，马玉仁的第四十七团缩编为护军营，马改任营长。
是年夏，革命党人发动讨袁的“第二次革命”。袁世凯派张勋由徐州南下攻打革命党人，委任冯国璋为江苏督军。张、冯组织力量准备攻打南京，改徐宝箴的第四师为第二军。马玉仁接受书记官辰宦献计，致电袁，愿为效力，袁遂下令升马为混成旅旅长，马乘机将原有护军营的马、步、炮、辎重各队扩编成旅。马奉张、冯之命，任攻宁西路支队长。8月1日，在六合一带打败国民党人原安徽都督柏文蔚部，缴获甚多。袁授马为陆军少将，奖三等文虎章一座。8月12日，马率领混成旅由六圩渡江，攻克镇江，威震沪宁线。8月18日，奉命西进，击败驻龙潭的讨袁军，严重威胁南京城。中外报纸争刊马旅战讯，名噪一时。张、冯任马为攻宁东线前敌司令，节制东线定武军及第二军有关旅团。马从龙潭出发，克栖霞、占钟山、攻南京，血战十昼夜。9月1日首破太平门。入城后，又巷战两昼夜，打败国民党人黄兴部队。由是，讨袁军和江苏军对马刮目相看。北洋政府于11月28日攫升马玉仁为陆军中将，实授扬州游击统领。因扬州盐运使张弧等以马军纪不佳而阻其入城驻营，冯国璋乃指令马部机构驻十二圩。
1914年5月，袁授予马三等嘉禾章一座。7月，随苏皖巡阅使宣武上将冯国璋进京晋见袁世凯，被赏五狮军官刀一柄。
1916年3月，马玉仁因办陈小狮子案出力，又被赏军刀一柄。5月，冯国璋委任马玉仁为第一混成旅旅长。马任混成旅旅长时，深感文化不高，常被同僚们取笑。于是，延聘第六师范教师做家庭教师，立好读书习字课程表。马玉仁立正听课，老师请坐，马方就坐听课。子侄等读书，立三等奖励，甲等为洋琴一台，乙等为手表一只，丙等笔墨文具一套。一时马宅内书声啷啷，读书识字、学琴画画蔚然成风，纸牌麻将销声匿迹。6月，袁世凯复辟称帝在人民的唾骂声中死去，冯国璋任副总统，冯为拉拢亲信扩大势力，授予马玉仁总统府咨议头衔。