宣统二年（1910）五月，由国会请愿同志会发动的第二次请愿失败后，在京请愿代表即举行会议，决定扩大请愿代表团的组织，打破原来以咨议局议员为限的界线，吸收各界团体参加，选派专员往各地游说联络，鼓动更多的人在请愿书上签名，预定在宣统三年初举行第三次大请愿。七月，各省咨议局头面人物在京召开联席会议，成立咨议局联合会，决定将请愿提前的资政院开议期间发动，遂加快了活动。他们一方面奔走于各省督抚门下，请封疆大吏联衔上奏；一方面函催各省各团体加紧请愿签名活动，并于八月组成请愿代表团到京。八月末九月初咨政院开议前后，各省代表团已经陆续到京，号称代表在请愿书上签名的一百万人。九月，将请愿书交资政院。请愿书谓“时局骤变，惊心动魄者，不一而足”，外而“日本遂并吞朝鲜，扼我吭而附我背，俄汲汲增兵窥我蒙古，英复以劲旅捣藏疆，法铁路直达滇桂，……德、美旁观，亦思染指”；内而“各省饥民救死不赡，铤而走险”，若不于宣统三年召开国会，“则全局瓦解”。九月二十日，资政院议决将请愿书上呈。二十三日，由东三省总督锡良领衔，共十八个总督、巡抚、将军、都统联署的奏折又到京。清统治者感到国内革命风声日紧，危机四伏；各省咨议局、绅、商、学界再三请愿；现督抚又联名电奏，若仍胶执九年预备成见，必陷入被劫。遂于十月初三日发出谕诏，宣布将九年预备立宪之期缩为五年，并称“年限一经宣布，万不能再议更张”，令各省请愿代表“即日散归”。

宣统二年（1910）正月三日，倪映典发动广州新军起义。先是光绪三十三年，同盟会会员赵声到广东任新军第二标二营管带，不久升任标统，扩大了同盟会在广东新军中的宣传组织活动。光绪三十四年（1908）秋，同盟会会员倪映典因与熊成基密谋安庆起义事泄，避走广州，被赵声推荐任广州新军炮兵排长。倪在广州设立机关部，“专以运动军队为事”，向士兵演说三民主义，揭露清廷暴政，许多士兵深受影响，纷纷要求加入同盟会。宣统元年（1909）冬，广州新军及下级军官半数以上已加入同盟会。其时朱执信运动南海、番禺、顺德各省民军也大体就绪。革命党人认为组织一场大规模起义的条件已经成熟。同盟会南方支部遂决定在次年（1910）正月十五日（元宵节）后举行起义。不料当年十二月三十日，新军二标士兵华云衷因与警察发生冲突被捕。次日，第二标士兵数百人手执木棍，拥入城内，捣毁巡警分局，两广总督袁树勋派兵弹压，如临大敌。新军群情激奋，要求立即起义。军警冲突，打乱了同盟会预定计划。倪映典等决定提前于宣统二年正月初六日起义，正月初二日，倪从香港赶回广州，在燕塘新军炮兵一营，发现士兵已作好战斗准备，遂当机立断，枪杀一营管带齐汝汉，宣布起义。各营士兵纷纷响应，共推倪映典为司令。倪集起义军约三千人，宣誓“愿为革命战死”，冲毁协司令部，分三路攻打广州城。初三日晨，倪映典率领义军由沙河向大东门进军，欲占省城，与清巡防营统领吴宗禹军二千余在牛王庙遭遇。清水师居高临下，发炮轰击，起义军伤亡甚众。李准又命水陆缉捕处帮统李景廉指使巡防营军官唐维炯、童常标，利用二人曾加入同盟会，又与倪系安徽同乡关系，约倪洽商反正。倪中计遭敌突袭，中弹牺牲，两军激战逾时，起义军阵亡百余人，遂向燕塘溃退。次日，义军因弹尽援绝，无力再战，退守白云山、石碑一带，遂告失败。清军四出搜捕，起义军先后被捕百余人，逃到香港百余人。

宣统二年（1910）九月初一日，清政府在预备立宪中设置的咨议机构资政院开议行开院礼。摄政王载沣临院宣布训辞。根据《资政院院章》规定，资政院议员分钦选、民选两类，各占一百议席。钦选议员由宗室王公世爵十六名、满汉世爵十二名、外藩王公世爵十四名、宗室觉罗六名、六各院官员三十二名、硕学通儒十名、纳税多者十名组成；民选议员由各省咨议局选举产生，因新疆咨议局缓办未选出，共有议员九十八人。资政院常年会每年举行一次，以三个月为限；临时会无定期，以一个月为限。资政院职权为议定国家预算、决算、税法、公债、制定法规、弹劾大臣及议定奉特旨交议事项。资政院议长副议长由皇帝钦派，由贝子溥伦、法部侍郎沈家本分别担任。资政院开议三个月，民选议员希望资政院能做出点议会的样子，经常慷慨陈词，据理争辩，但除了转递了一份请速开国会的请愿书；并使几个兴学、垦荒一类议案得到清廷同意外，其余与时政相关的重要提案，均属徒费口舌。十二月初五日（1911），资政院第一次常年会闭会。立宪派人士称这个资政院为非驴非马的议会。

宣统二年（1910）五月，由国会请愿同志会发动组织的第二次速开国会请愿失败后，国内立宪派随即准备发动第三次请愿。江苏省咨议局议长张謇致函各省咨议局议长，邀请他们齐集北京，组成“议长之请愿团”。七月，各省咨议局议长或副议长等陆续到京，在京召开各省咨议局联席会议，并成立咨议局联合会。与会者推举湖北省咨议局议长汤化龙为会长，四川省咨议局议长蒲殿俊为副会长，孙洪伊、杨廷栋、刘崇佑、雷奋、周树林、汪龙光、孟森、吴赐龄、王法勤等为审查员。会议讨论了各省咨议局共同关心的问题和议案，决定在资政院开会之际，发动更大规模的请愿，并通过了向资政院提出的请速开国会案。在此之后，该会联合各省督抚、民间团体、商会、地方绅、商、学界及海外华侨，酝酿大规模请愿活动。宣统三年（1911）四月，该会在北京举行第二次常会，要求取消皇族内阁，商议组成全国性立宪派政党，五月初宪友会成立后，咨议局联合会遂告消逝。

宣统元年（1910）各省咨议局代表“请愿国会代表团”第一次赴京请愿失败后，立宪派并不灰心，代表团亦随即在京召开会议，商议策划第二次请愿，为了有力地组织和发动请愿活动，代表团经讨论决定：一、扩大请愿运动的声势，组织“请愿即开国会同志会”，联合绅、商、学各界，“凡赞成请愿者，均得入会为会员”，京师设总部，各省设分会。二、依在沪会议，草拟咨议局联合会章程，定每年六月召开会议。三、设报馆刊行日报。不久，由张謇发起，由直隶咨议局议员孙洪伊等召集的国会请愿同志会在京成立。该会《章程》宣布：以“请求政府即开国会为目的”，“非到国会成立之日，不得解散”。随后该会创办了《国民公报》，由徐佛苏任主编，为速开国会大造舆论。该会还发表了《国会请愿同志意见书》，号召各地立宪党人参加到该会，以壮请愿声势。此后的几次大请愿，基本由该会组织主持。

宣统元年（1910）十二月十八日，同盟会会员熊成基谋刺从欧洲考察回国的贝勒载洵，事未成而被捕遇害。宣统二年二月中旬，同盟会会员刘恩复、谢英伯、陈自觉、朱述堂、高剑父、程克等在香港组织支那暗杀团，以暗杀清廷要员为目的。同盟会南方支部书记汪精卫自宣统元年后，对支部工作不甚热衷，而孜孜于暗杀活动，认为只有冒险成功，才能“挽回党人的精神”，使“灰心者复归于热，怀疑者复归于信”。宣统二年（1910）春，他致信孙中山、黄兴，写下“虽流血于菜市街头，犹张目以望革命军之入都门”豪言壮语，并不顾孙、黄等人劝阻，执意与黄复生（树中）、喻培伦（云纪）策划炸死宣统皇帝之父摄政王载沣。由于他们的预谋被北京当局侦破，三月初七日，黄复生、汪精卫等被捕，清政府认为杀一二人亦难阻革命，不如慢慢软化，遂判处黄等终身监禁。

宣统三年（1911）九月二十三日，湖北军政府派同盟会会员胡鄂公（原名胡新三）、吴若龙、冷公剑等为湖北革命军代表，赴北京、天津一带，策划北方革命活动，以加速推翻清王朝。十月十一日，同盟会会员汪精卫利用其声望，邀集胡鄂公、白逾桓、彭家珍等人，在天津成立同盟会京、津、保（定）支部，汪任支部长，白任参谋部长，彭任军事部长。十月十二日，胡鄂公、孙谏声、白毓昆等召集京、津、滦（州）、通（州）、石（家庄）等地革命同志五十余人，于天津北洋学堂开代表会议，设立湖北军政府代表办事处，并决议在津成立京、津、滦、通、石总指挥处，由胡鄂公任总指挥。会后，白逾桓、孙谏声、吴若龙等同盟会成员与胡鄂公协商，为便于同盟会支部联络其他北方革命团体。十月二十四日，北方革命协会在天津英租界内成立，胡鄂公被推举为会长。会上议定革命协会简章九条，协会宗旨为“协助革命军北伐，崇奉孙先生之三民主义”，增进革命力量，发动武装起义。在北方革命协会的推动下，京、津直隶一带的革命党人发起了一系列反清起义。南北议和成后，汪精卫等清帝退位，革命已达目的，宣布各团体一律解散，北方革命协会随之解体。

宣统三年（1911）八月初八日，清内阁总理大臣奕劻、协理大臣徐世昌、那桐上奏辞职，请让袁世凯执掌大权。武昌起义后，外国报刊为袁世凯出山大造声势，谓只有袁能把中国“引上生活的常轨”。袁的党羽旧部也四起呼应，哄托“非袁不能收拾”的气氛。八月二十三日，奕劻、那桐、徐世昌再次向载沣提议起用袁世凯，并强调此为“东交民巷”的意向。载沣迫于形势，下诏起用袁世凯为湖广总督，但袁提出既向清廷要权，又向立宪派和革命党买好的六项条件。载沣未允，袁便以足疾未痊，辞不受命。九月初六日，清廷任袁世凯为钦差大臣，湖北海陆各军均归其节制，袁才于九月初九日离开彰德。九月十一日，以奕劻为首的皇族内阁辞职，清廷命袁世凯为内阁总理大臣，并要他立即赴京组织责任内阁。九月二十六日，袁世凯组阁完毕：外务大臣梁敦彦、民政大臣赵秉钧、度支大臣严修、学务大臣唐景崇、陆军大臣王士珍、海军大臣萨镇冰、司法大臣沈家本、农工商大臣张謇、邮传大臣杨士琦、理藩大臣达寿。

宣统三年（1911）六月，俄国开始精心策划外蒙古脱离中国的阴谋。蒙古位于中国北部，蒙古地区中部有一条戈壁沙漠，以北称外蒙古，以南称内蒙古，自古都是中国领土。六月十五日，外蒙古活佛哲布尊丹巴呼土克图召集部分封建王公贵族，在库伦（今蒙古人民共和国乌兰巴托）秘密会议，讨论如何脱离中国。会议决定派代表到彼得堡求援。闰六月二十一日，叛国分子土谢图汗部副将军杭达多尔济亲王率外蒙古少数封建王公代表抵达彼得堡。俄国外交大臣沙查诺夫次日即接见了代表团。代表团以承认俄国保护，给予俄国种种特权，最后换取了俄国对外蒙独立的武力支持。从此，在通往库伦的路上，“俄兵踪迹络绎不绝”。七月初五日，俄国通过驻华公使向清政府提出：清政府从即日停止在外蒙办理移民、练兵、整顿吏治等新政。八月中旬，俄国一方面通过驻华公使要求清政府承认外蒙独立；一方面敦促外蒙王公贵族立即独立。杭达多尔济回到库伦后，加速了脱离中国的活动。十月初十日，外蒙古少数王公贵族在八百余俄军的配合下，强行驱逐清政府驻库伦的办事大臣三多。翌日，发表“独立宣言”，成立“大蒙古国”，拥哲布尊丹巴为博格多汗。

宣统三年（1911）四月十一日，清政府悍然宣布铁路国有政策。声称干路均归国有，支路准各省绅商集股自修。如有违抗，即照违制论。二十二日，邮传部大臣盛宣怀与英、美、法、德四国银行团正式订立《粤汉川铁路借款合同》二十五项，借款六百万英镑，将光绪三十一年（1905）中国人民争回的路权再行出卖。光绪三十、三十一年川汉、粤汉铁路收回后，清政府已定为官督商办。四川、湖北、湖南、广东四省铁路公司宣统三年已筹集资金四千余万两，除广东全部为商股外，其他三省则募集了大量民股。所谓民股，即由地方政府在税收项目下附抽米捐股、盐捐股、房捐股等。特别是四川、湖南两省，清地方当局还“按亩派捐”，使广大农民负担沉重，许多“无产可破者，至鬻子以相应”，这种捐股在两省股款中，占了很大比重。因此路权的得失，涉及四省持有股票的地主、商人、资产阶级和广大城乡劳动人民的利益，致使这四省民众的反清保路斗争愈演愈烈。四月十六日，长沙湘路公司开全体大会，筹议抵制铁路国有。十八日，长沙绅学商民各界一万余人前往巡抚衙门请愿；长沙至株洲沿线铁路工人游行示威，号召商人罢市，学生罢课，拒交租税，以示抗议。宜昌筑路工人数千人手持铁锺、棍棒，与弹压清军搏斗，击杀清兵二十余人。五月初十日，广东铁路公司召开股东大会，议决铁路商办。两广总督张鸣岐出示取消股东会议决案。商民遂以不用清政府发行的纸币、挤兑现银的形式进行抗议。地方当局采取高压手段，禁止各报刊刊登反对言论，股东们逃到香港，组织保路会，继续抗争。留日学生也群情激奋，声援国内，提出“路存与存，路亡与亡”的口号。海外华侨则鼓动以“格杀毋论”的办法来对付铁路国有政策的执行者。四川的斗争则更为激烈。五月二十一日，川汉铁路股东代表在成都开会，“反对卖国奴盛宣怀，反对卖国机关邮传部”，当场成立以“拒借洋款、废约保路”为宗旨的“四川保路同志会”，推立宪党人蒲殿俊为会长。此后，各县陆续成立同志会，参加者超逾十万。鉴于人民的反抗，各省督抚曾奏请暂缓接收铁路，均不被清廷所允。七月初一日，成都民众开万人大会，号召罢市罢课，抗粮抗捐，并举刘声元等为代表，赴京陈情。立宪派连夜赶写《保路同志会公启》，刊发光绪牌位，宣扬“文明争路”。翌日，成都及周围州县纷纷罢市罢课，街道搭席棚，供光绪牌位，引上谕“庶政务公诸舆论”，“铁路准归商办”分贴两边，户户举哀号哭。同盟会会员龙鸣剑、王天杰等因势利导，与哥老会联络，组织四川保路同志军，决定乘机发动武装起义。清廷命新任四川总督赵尔丰严行镇压。赵于七月十五日诱捕蒲殿俊，制造成都血案，遂导致保路运动走上更加激烈的武装斗争形式。