Khi nhận nhiệm vụ chỉ huy quân đội Satsuma đóng tại Kyoto, Saigō nhanh chóng kết thân với các samurai từ phiên Aizu chống lại lực lượng của phiên bang Chōshū đối nghịch, chống lại việc phiên bang này chiếm giữ Hoàng cung Kyoto trong Sự kiện Hamaguri Gomon. Tháng 8 năm 1864, Saigō là một trong các chỉ huy quân sự trong cuộc chinh phạt trừng trị phiên bang Chōshū vì sự kiện này do Mạc phủ tổ chức, nhưng ông bí mật đàm phán với lãnh đạo phiên bang Chōshū, sau này dẫn đến hình thành Liên minh Satcho. Khi Mạc phủ Tokugawa gửi một đạo quân chinh phạt Chōshū lần thứ hai vào tháng 8 năm 1864, phiên bang Satsuma vẫn giữ thái độ trung lập.

Tháng 11 năm 1867, Tokugawa Yoshinobu từ ngôi Sei-i Daishōgun, trao trả quyền lực cho Thiên hoàng Minh Trị, sách sử gọi là cuộc khôi phục uy quyền của Nhật hoàng. Tuy vậy, Saigō Takamori là một trong những người phản đối kịch liệt nhất giải pháp đàm phán, đòi nhà Tokugawa phải bị tước đoạt hết đất đai và địa vị đặc biệt. Thái độ không khoan nhượng của ông là một trong những lý do quan trọng của cuộc chiến tranh Boshin giữa quân đội Thiên hoàng và quân đội Mạc phủ sau này.

Trong chiến tranh Boshin, Saigō chỉ huy quân đội Thiên hoàng trong trận Toba-Fushimi, và dẫn quân đội Thiên hoàng tiến đến Edo, nơi ông chấp nhận sự đầu hàng của thành Edo từ Katsu Kaishu.