Sau khi cáo quan về quê, Phan Châu Trinh dốc lòng vào công việc cứu nước. Mặc dù rất đau xót trước cảnh thực dân Pháp ngược đãi người Việt Nam, quan điểm của Phan Châu Trinh trước mắt chưa nên đặt nhiệm vụ khôi phục chủ quyền quốc gia, độc lập dân tộc (tức đánh đuổi Pháp), mà nhiệm vụ cấp bách là phải:

• Khai dân trí: bỏ lối học tầm chương trích cú, mở trường dạy chữ Quốc ngữ cùng kiến thức khoa học thực dụng, bài trừ hủ tục xa hoa.
• Chấn dân khí: thức tỉnh tinh thần tự lực, tự cường, mọi người giác ngộ được quyền lợi và nghĩa vụ của mình, giải thoát khỏi tư tưởng chuyên chế phong kiến.
• Hậu dân sinh: phát triển kinh tế, cho dân khai hoang làm vườn, lập hội buôn, sản xuất hàng nội địa hóa,...

Cho nên sau khi ông vào Nam ra Bắc, sang Nhật, để trao đổi và tìm hiểu, cuối cùng ông nhất quyết làm cuộc cải cách duy tân cho quốc dân trong nước. Ngoài ra, ông gửi thư cho Toàn quyền Beau ngày 15 tháng 8 năm 1906, chỉ trích chính phủ Pháp không lo mở mang khai hóa cho dân mà chỉ lo thu thuế, do đó dân đã khổ càng khổ hơn. Ông đề nghị chính phủ Đông Dương nên thay đổi thái độ đối với sĩ dân nước Nam, cải tổ mọi chính sách cai trị. Bức thư đã gây tiếng vang lớn trong nhân dân, công khai nói lên tâm trạng bất mãn của dân chúng và khẳng định quyết tâm cải biến hiện trạng của đất nước.

Đối với đường lối hoạt động cứu nước của người bạn thân là Phan Bội Châu (ông gặp Phan Bội Châu vào khoảng tháng 7 năm 1904 và sau đó trở thành đôi bạn thân thiết), Phan Châu Trinh rất hoan nghênh việc bạn và tổ chức của bạn (Duy Tân hội) đã vận động được một số học sinh ra nước ngoài học tập và phổ biến những tài liệu tuyên truyền giáo dục quốc dân trong nước. Song, ông phản đối chủ trương bạo động và tư tưởng bảo hoàng của Phan Bội Châu.[17]

Tôn Quang Phiệt nhận xét về chủ trương của Phan Châu Trinh như sau:[18]

Phan Chu trinh hô hào: Không bạo động, bạo động là chết… Phan Chu Trinh đã muốn thực hiện chương trình khai dân trí, xướng dân quyền của dân mình; dân đã khôn ngoan tiến bộ về mọi mặt, đã biết dùng quyền của mình thì mới có thể độc lập được. Tuy nhiên, cứ lấy tư cách một người thân sĩ chân không mà hô hào cải lương thì làm sao mà được toàn dân hưởng ứng, toàn dân thực hiện được; mà toàn dân không hưởng ứng, không thực hiện, thì cải lương với ai?Cả hai phái bạo động và cải lương đều thất bại, vì lúc đó nước ta chưa đủ điều kiện chủ quan và khách quan để đuổi được ngoại xâm giành được độc lập. Tuy nhiên, cách mạng võ trang của Phan Bội Châu được người sau noi theo và đã thành công. Các nhà hoạt động cách mạng thường nói "thất bại là mẹ thành công", trường hợp này rất đúng. Còn chủ trương cải lương của Phan Chu Trinh thì bị thất bại và bị phá sản luôn, sau Phan Chu Trinh những nhà chân chính ái quốc của nước ta không ai đi theo con đường ấy nữa.

Phan Văn Trường (nhà yêu nước cùng thời với Phan Chu Trinh, từng là luật sư Tòa án Paris) viết:

Phan Chu Trinh là một người rất kiên trì, đeo đẳng... Ông vẫn tiếp tục lui tới những nơi làm việc của Bộ Thuộc địa, tìm cách gần gũi những viên chức cao cấp phụ trách về Đông Dương để bày tỏ lòng trung thành của ông, nhưng ông vẫn bị chính quyền Pháp thừa lúc ban hành tình trạng chiến tranh để buộc ông và tôi vào tội có âm mưu chính trị chống lại nước Pháp và tống cả hai vào ngục suốt 11 thángCũng tưởng rằng sau những bài học thấm thía ấy ông Phan Chu Trinh sẽ tỉnh mộng chia tay với tật lạc quan của ông và sẽ vĩnh viễn từ bỏ cái hy vọng được chính quyền thuộc địa chiếu cố thương yêu trở lại. Nhưng sự thật không phải thế. Ông có một thứ triết lý riêng của ông, ông lại vẫn chứng nào tật ấy, làm như chẳng có việc gì xảy ra cả, vẫn tiếp tục lui tới văn phòng Bộ Thuộc địa, vẫn tìm cách gần gũi những người đã bức hại ông...Ông Phan Chu Trinh rất thông minh, rất dễ mến, rất tốt với bạn bè, nhưng những đức tính nầy không đủ để giúp ông trở thành một nhà cách mạng.[19]

Tuy khâm phục lòng ái quốc của Phan Châu Trinh, nhưng Nguyễn Ái Quốc cho rằng chủ trương cách mạng của Phan Châu Trinh chỉ thích hợp với các nước đã có được độc lập, chứ không thể nào đạt được trong bối cảnh lịch sử Việt Nam khi đó. Phan Châu Trinh đả kích hệ thống quan lại mục nát, tham nhũng và bất lực nhưng không thấy chính sách sử dụng bộ máy quan liêu phong kiến như vậy là bản chất của thực dân Pháp nhằm nô dịch dân chúng thuộc địa. Phan Châu Trinh cố thuyết phục chính phủ thực dân Pháp thay đổi chính sách, cải cách hệ thống quan lại, mở rộng dân chủ và nâng cao dân trí, ý định của ông là khi dân trí nâng cao, tinh thần tự cường tốt thì người dân Việt Nam sẽ mạnh lên, và khi đủ mạnh thì người Việt sẽ quay sang chống lại Pháp để giành độc lập. Nhưng Phan Châu Trinh không thấy được rằng Thực dân Pháp cũng hiểu rất rõ ý định của ông, và không đời nào Pháp lại chấp nhận thi hành những chính sách gây nguy cơ đe dọa đến việc cai trị thuộc địa của họ, nên sự thuyết phục của Phan Châu Trinh sẽ không thể nào thành công. Phan Châu Trinh nhìn thấy sự thành công của Minh Trị duy tân tại Nhật Bản, nhưng ông bỏ qua thực tế rằng cuộc cải cách ở Nhật Bản được tiến hành khi họ vẫn duy trì được nền độc lập và có Thiên hoàng làm lãnh tụ, còn Việt Nam thì đã trở thành thuộc địa gần 30 năm và cũng chẳng có ai đủ khả năng làm lãnh tụ cải cách (vua Nguyễn đã bị Pháp khống chế chặt chẽ). Vì những lẽ đó, Nguyễn Ái Quốc cho rằng:

"Cụ Phan Châu Trinh chỉ yêu cầu người Pháp thực hiện cải lương, đó là sai lầm chẳng khác gì đến xin giặc rủ lòng thương".[20]

Về sau, việc Phan Châu Trinh bị mật thám Pháp bắt giam năm 1914 và bị cấm về nước cho tới cuối đời, sự nghiệp vận động cách mạng của ông cũng chấm dứt. Ông để lại nhiều bài diễn thuyết thể hiện tư tưởng yêu nước, nhưng về thành tựu chính trị thì ông chưa đạt được gì. Sự thất bại của Phan Châu Trinh đã chứng minh những nhận định của Nguyễn Ái Quốc là xác đáng.[20] Tuy nhiên nhà sử học Daniel Héméry đã nhận xét "Phan Châu Trinh theo tôi là khuôn mặt đáng chú ý nhất trong lịch sử văn hóa và chính trị Việt Nam ở thế kỷ XX, bởi chính ông đã xác định một cách rành mạch, sáng rõ nhất những nan đề (les problematimaques) đặt ra lâu dài mà các thế hệ người Việt Nam sẽ phải và mãi mãi còn phải đảm nhận".[21]