代表遂通电各省继续呼吁，在京成立了国会请愿同志会，创办《国民公报》，派人到各省和南洋各埠，进一步开展宣传和组织工作。他们发表意见书，公开驳斥清廷不能召开国会的两点理由，批判了资政院可以代替国会的谬论，指出：资政院与国会性质绝不相同，一为专制政体之议政机关，一为立宪政体之立法监督机关，人民之所以要求速开国会，正是为了变专制政体为立宪政体。同时指出，清廷搞的九年筹备案完全是假立宪之名，行专制之实。6月，代表团进行第二次请愿，呈递了十份请愿书。清廷以财政困难、各地受灾为由，再次拒绝。立宪派严厉斥责清廷不筹办国会，就是不打算筹办宪政。
1910年10月，资政院成立并召开第一次会议，代表团第三次上书请愿，要求宣统三年（1911年）召开国会。各省立宪派也发动人民签名，游行示威，向当地督抚请愿。资政院通过了提前设立议院的决议并上奏。十七省督抚亦联衔电奏立即组织责任内阁，明年开设国会。清廷做了让步，宣布于宣统五年召开国会，立即组织内阁，不得再行渎请。一部分立宪派停止了请愿活动，而四川、湖南、湖北、直隶、奉天等省的立宪派仍坚持原议，继续斗争。当东三省的代表到达北京后，清廷悍然将他们押解回籍，并下令镇压了其他省的请愿活动。第四次请愿流产。
内阁问题是立宪派和清廷斗争的另一重点。1910年11月，资政院曾参劾军机大臣不负责任，请求迅速组织责任内阁，并宣示军机大臣的责任。清廷宣称：对此问题，资政院无权干预。这种蛮横态度引起各省谘议局的强烈不满，纷纷指斥上谕“俱失朝廷立宪真意，尤动摇国会基础”，“与立宪原则相反”，声言“亿兆人断不期此无实之宪政”！
1911年5月8日，清廷成立了责任内阁，任命奕劻为内阁总理大臣，那桐、徐世昌为协理大臣，下设外务、民政、度支、学、陆军、海军、法、农工商、邮传、理藩十个部，以梁敦彦、善耆、载泽、唐景崇、荫昌、载洵、绍昌、溥伦、盛宣怀、寿耆为各部大臣。在十三名阁员中，满族占九人，汉族仅占四人；而在满族中，皇族又占了大部分，人们称其为“皇族内阁”。皇族内阁是违背立宪原则的。立宪派召集的各省谘议局联合会立即上书，指出皇族内阁与君主立宪政体不相容，要求另简大员充当内阁总理。又向全国宣告：新内阁执行的政策，均与国民“所希望者相左”，“名为内阁，实则军机；名为立宪，实则为专制。”清廷不予理睬。7月初，各省谘议局联合会再次呈请另组责任内阁。清廷回答：黜陟百司，系君上大权，议员不得过问。谘议局联合会立即加以详细批驳，并声明：授亲贵以国务大臣，无以明朝廷大公之心迹，皇族内阁问题绝对不能通融。
立宪派还从宪法角度驳斥了所谓“君上大权”，指出国家是国民的国家，不是皇帝的私有财产；君主之地位，不过为国家一个机关。动言君上大权，总揽政治权，实为违反国法，剥夺人民权利；只有以议会为国家最高机关，才能定立宪之局。但载沣害怕组织对国会负责的真正责任内阁，皇帝大权旁落，因此拒不接受。
清廷的冥顽不化，使立宪派感到绝望，再也不对清廷抱存幻想，一部分从此愤而转向革命，为他们不久参加响应辛亥革命打下了思想基础。立宪派一再发动群众向清廷示威，痛斥上谕，无情地揭露清政府的专制独裁，使清政府陷于孤立的境地，加速了清王朝封建政权的瓦解。他们坚决要求实行资产阶级宪政，为争取民权、自由、国会、责任内阁、宪法而奋斗，提高了人民的民主主义觉悟，为革命时机的成熟创造了条件。
与此同时，保路运动也达到了一个新的高潮。浙江、江苏人民继续为争回修筑苏杭甬铁路权利而斗争。而最大的保路风潮则发生在湖北、湖南、广东，特别是四川。
1905年，湖北、湖南、广东三省人民经过斗争，从美国资本家手中收回了粤汉路权，争得了集股自办的权利。1909年，充任粤汉、川汉铁路督办的张之洞，却同英、法、德、美四国银行团议定了湖广铁路借款。湖南绅商民众首先掀起“拒债”、“集股”的保路运动，湖北人民继起响应。1909年末、1910年初，清政府同意了湖南境内的粤汉铁路、湖北境内的粤汉、川汉铁路商办。但到了1911年，邮传部尚书盛宣怀力主借款修路，而借贷巨款，必须以铁路作抵押，于是提出“铁路干线国有”的主张。5月，皇族内阁不顾人民的强烈反对，悍然宣布了“铁路干线国有”政策，任命端方为督办粤汉、川汉铁路大臣，强行接收湘、鄂、粤、川四省的商办铁路公司，同时和英、德、法、美四国银行团正式签订了借款筑路合同。人民以路权丧失关系本省存亡，借款不经谘议局、资政院议决，违反谘议局章程和资政院章程，违反“庶政公诸舆论”的先朝谕旨和立宪精神，怒不可遏，同清政府展开了空前尖锐的斗争。湖南、湖北、广东各界纷纷集会，商人罢市，学生罢课，推派代表进京请愿，誓死力争。四川的川汉铁路股东在成都组织了保路同志会，各府、州、县参加者达数十万人。商人罢市，农民抗粮抗捐，甚至起而暴动。总督赵尔丰诱捕保路同志会和川汉铁路股东负责人，越发激起人民满腔怒火。革命党人则准备把保路运动引向革命，以武力推翻清政府。
上述一切都表明，人民再也不能忍受下去了，封建王朝的统治再也不能继续维持下去了。
国内形势的巨变有利于袁世凯东山再起。事实上，他的党羽也一直不断地进行活动，1910年下半年后更加频繁。11月，唐绍仪因外交失败，天天在军机大臣面前运动起用袁世凯，以应付困境。1911年4月，由于日、俄加紧侵略，东三省形势危急，以奕助为首的满汉大员十馀人同声请求起用袁世凯，力保袁世凯任东三省总督，以挽危局。不久，皇族内阁遭到攻击，协理大臣那桐在奏请辞职的同时，公开赞扬袁世凯的才干胜过他十倍，声称若蒙特用，必可宏济艰难。徐世昌因有袁党嫌疑，不敢公然推荐，但其请求破除常格擢用的扶危济变之才，也是指的袁世凯。即使像载沣之弟、海军大臣载洵等人，也认为有起用袁世凯的必要。某些列强更是广造应起用袁世凯的舆论。载沣、隆裕太后均不为所动。
清政府的腐败黑暗，如火如荼的群众斗争，各方面的舆论，使袁世凯看到了希望，其东山再起的欲念愈益强烈，无法抑止。1911年6月，立宪派的头面人物张謇由湖北进京，经过同行者的劝说，在彰德下车访问了袁世凯。袁世凯初见张謇，不明来意，谈吐闪烁，打了些淮河必须治理一类的官腔；后见张謇态度坦率，他马上捐弃前嫌，由过去拒人千里之外、倨傲放肆一变而为低三下四，格外恭顺。他对张謇说：“有朝一天蒙皇上天恩，命世凯出山，我一切当遵从民意而行；也就是说，遵从您的意旨而行。但我要求您，必须在各方面，把我的诚意告诉他们，并且要求您同我合作。”简直是在乞求张謇帮助他活动出山了。这次会见给张謇留下了良好印象，认为袁世凯的议论比二十八年前大有进步。
然而，在某些官僚面前，袁世凯又极力掩饰急于出山的迫切心情，装出一副病魔缠身、行将就木、无心过问政事的可怜相。6月22日，他写信给督办粤汉、川汉铁路大臣端方，将保路运动攻击了一通，说是“无理取闹，亦足见人民程度之太低”；又说自己“志气颓靡”，“不足再言功名事业”，“常患头眩心悸，亦衰朽之一端也”。几天后端方来到彰德，与袁世凯进行了长时间密谈，并且结为儿女亲家。
端方见袁世凯时，面交邮传部大臣盛宣怀带来的一封信。盛宣怀致袁世凯的信中有这样几句话：“方之历朝贤将相，罕有其匹，际此时局益艰，跤盼东山再起，宏此远谟，岂异人任！”说得相当直率。袁世凯在回信中吹捧了一通盛宣怀，自谦一番后写道：“弟（袁自称）初病左足，嗣病右臂，头眩心悸，益以失眠，精神日见颓靡，志气更不待言。承大哥期望之厚，当铭诸肺腑。惟久病衰朽，心与世违，愿长作乡人，以了馀年。有负厚爱，无任悚惭。弟病眼昏花，不能具丹庄书，敢祈谅之。”这种做作功夫真是到家，老实人一辈子也难学会。但到了8月重修百泉工程竣工时，他那遏止不住的出山欲望又在其撰写的《重修百泉祠庙碑》碑文中表达了出来。碑文中有如下一段话：“龙骧虎跃之士怀奇负异，每息偃乎寥廓之藩，以韬养其光气。而贤哲之有经世之略者，亦往往因以自放焉，如康节诸人是已。今余幸以馀闲，无人事之扰，而鞠人（徐世昌）虽居朝列，志亦不忘丘壑，乃得相与致意于此。缅怀孙、阮之高踪，盖复乎不可攀已。时方多事，风云俶扰，不知所穷，要非沈雄俊伟之才，不足以贞多难。意者风教所树，英材骏足接踵而兴，世变赖以康济。”撇开缅怀古人和树立风教的伪言，不难看出，他已经准备着出来收拾乱局了。他认为，虽然“风云”刚刚开始漫卷，可是当权的清廷“不足以贞多难”，无法平息；只有“英材骏足”应时而兴，“世变”才能“赖以康济”。这不正是他那样的“沈雄俊伟之才”施展本领的大好时机吗？
10月10日，革命的风暴席卷了武昌城。武昌起义的发动，是资产阶级革命党人长期努力的结果。从1904年以来，革命党人一直从事着艰苦的宣传工作和组织工作，注重在新军当中进行活动。领导团体先是科学补习所、日知会，后来主要是文学社和共进会。文学社的领导人蒋翊武和共进会的领导人孙武均奉孙中山为领袖。随着保路风潮的高涨，革命党人紧张地进行着武装起义的准备。1911年秋，他们联合成立了起义的领导机关，拟订了起义计划，推举蒋翊武为湖北革命军总指挥，孙武为参谋长，并派人到上海迎接同盟会领导人来鄂主持大计，联络邻近各省策动响应。10月8日，孙武在汉口制造炸弹不慎爆炸，受伤被送进医院。俄国巡捕闻声赶来，将准备起义的文告、旗帜、徽章、印信搜去，报告了清朝当局。次日，蒋翊武召集紧急会议，研究对策，决定当晚十二点起义。十一点多的时候，巡警突然闯进起义机关，捕去刘复基等人，蒋翊武逃脱，起义计划流产。10日，湖广总督瑞激杀了三名革命党人，下令全城戒严，按名册搜捕。在群龙无首和万分紧急的情况下，革命党人和新军中的革命士兵仍旧暗地串联，密谋当晚起义。晚上七点多钟，新军工程第八营的战士打响了起义的第一枪。接着起义军冲向楚望台，占领了军械库，继之攻击湖广总督衙门。总督瑞激逃登停在长江的楚豫号兵舰上，第八镇统制张彪遁往汉口。经过一夜激战，革命党人占领了武昌城。11日攻克汉阳，12日攻克汉口，武汉三镇全部解放。