1904년 10월 15일 개교한 상동청년학원의 교장에는 이승만, 부교장에는 박승규가 임명되었다. 상동청년학원이란 상동청년회에서 청년들을 가르쳐 인재를 배양한다는 뜻에서 붙여진 이름이었다. 상동청년학원에는 기라성 같은 교사들이 포진하였다. 우선 성경을 필수 과목으로 정하여 전덕기가 직접 가르쳤으며, 주시경은 국어를 담당하며 한글보급운동을 전개했다. 또 장도빈과 최남선 등이 국사를 맡았으며, 남궁억과 현순이 영어와 영문법을, 조성환이 한문을 가르쳤다. 그리고 신체 및 정신 단련을 목표한 체육은 공옥학교의 체육을 맡았던 선생이 가르쳤다. 군인시절 강건한 체력을 연마했던 선생은 체육 시간에 도수 체조 및 구기운동을 가르치는 한편 군사훈련도 겸하였다.
1905년 11월 [을사조약]이 늑결되자, 상동교회는 을사조약 무효의 구국기도회를 열면서 구국운동에 앞장 서 나갔다. 이때 구국지사들이 구름 같이 상동교회로 몰려들었고, 전덕기를 중심으로 김구·이동녕·조성환·이준 등은 상소운동을 펼쳤다. 이때 상동청년학원에 모여든 인사들은 김구, 이동휘, 이동녕, 이준, 노백린, 안태국, 남궁억, 신채호, 최광옥, 차병수, 이승훈, 이상설, 최남선, 이상재, 최재학, 김진호, 양기탁, 주시경, 이용태, 윤치호, 이회영, 유일선 등이었는데, 선생도 여기에 참여하고 있었다. 그러나 상소운동으로는 기울어진 정국을 바로잡기 어렵다고 판단한 이들은 각기 교육에 힘을 쏟으며 장도지책의 구국운동을 모색하기로 방향을 전환하였다.
상동청년학원에서 체육을 맡아 가르치며 전도에도 정성을 기울이던 선생은 1907년 4월 전도사의 직분을 받아, 청파동의 기도방을 설립하고 저녁마다 전도하여 마침내 교회 설립에 주춧돌 역할을 수행하였다.
이무렵 헤이그특사사건이 알려지면서 광무황제가 강제퇴위 당하고, [정미7조약]이 늑결되어 군대가 강제 해산 당하는 등 국운(國運)이 풍전등화의 위기에 놓이게 되었다. 그같은 상황 아래에서도 선교연회에서 목사 안수를 받은 전덕기가 상동교회의 담임목사로 정식으로 부임하면서 상동청년학원은 활기를 띠어 갔다. 이때 상동청년학원은 전덕기가 교장을 맡고, 이회영이 학감을 맡았다. 1907년 1학기까지 3년 과정이었으나, 2학기부터는 4년 과정으로 바뀌며 교육기관의 성격도 강화되었다. 당시 상동청년학원은 일어와 영어를 선택과목으로 정하여 일어과와 영어과로 나누었다. 그리고 한국사·한국지리 등의 과목이 신설되었고, 교련 과목이 강화되었다. 이전에는 체조 과목이 1·2학년을 대상으로 설치되었으나, 전학년으로 확대되고 내용도 '보통병식(普通兵式)'으로 바뀐 것이다. 담당 교사는 군인 출신인 김창환(金昌煥) 선생이 맡았다. 학생들은 체조 시간에 목총을 메고 군가를 부르며 북소리에 맞추어 행진하는 등 독립군 양성 교육을 받았다. 목총을 들고 훈련하던 광경은 당시 서울에서 훌륭한 구경거리가 되었다. 제국주의 침략 앞에 문약한 민족의 현실을 절감한 상동청년학원은 구국교육의 방도로서 군사훈련을 실시하였던 것이다. 1910년 상동청년학원은 60여 칸의 3층 서양식 교사를 건축하여 민족교육기관의 위용을 자랑했다. 이무렵 선생은 전덕기 목사의 소개로 YMCA의 체육교사직도 겸임하게 되었다.