光绪三十三年（1907）七月五日，清政府将成立于光绪三十一年（1905）的考察政治馆改为宪政编查馆，直属于军机处。宪政编查馆下设编制、统计两局。各局置局长、科员若干人，另设提调二人。以后又陆续增设了译书处、图书处、官报局等机构，负责办理宪政、编制法规、统计政要以及翻译东西各国宪法等事务，以研究利用最有利的宪政形式来保持清王朝封建专制统治。宣统三年（1911）四月初十日，清政府诏废内阁、军机处，颁布新内阁官制，宪政编查馆随之撤销。

光绪三十四年（1908）四月，美国国会通过议案，决定退还大部分庚子赔款，作为中国向美国派遣留学生的经费。宣统元年（1909）五月，清政府在北京成立游美学务处，专营向美派遣留学生事宜。九月，游美学务处决定设立一个留美预备学堂，遂选定在海淀清华园建立游美肄业馆，规定办学宗旨为在国内招考学生，经过培训，择其学行优美，资性纯笃者，随时送往美国深造。宣统三年（1911），肄业馆建成，改名清华学堂（清华大学前身），四月初一日正式开学。学堂第一任总办由游美学务处总办周自齐担任，学部郎中范源廉任会办，胡敦俊任教务长。辛亥革命后，清华学堂随即更名为清华学校，早期留美学生唐国安任校长，周诒春任副校长，张伯苓为总务长。清华学校的课程设置、教材选用、教学方法，生活习惯等都仿效美国，校内活动和教学大都用英语，被称为“一个由美国移植来的大学校”。学生从入学培训到搭船赴美，一般要经过八年的学习。

光绪三十四年（1908），美国基督教青年会派遣体育干事爱克斯纳来华，在上海基督教青年会开办了“体育干事训练班”，组织了一些体育活动。为了扩大影响，上海基督教青年会决定发起组织较大规模的运动会。宣统二年（1910）九月十六日，全国学校区分队第一次体育同盟会在南京举行。这届运动会分三组比赛：一是全国高等组分区比赛；一是全国中等学校组分区比赛；一是圣约翰书院等六个学校的比赛。前两组以华北、华南、上海、吴宁（苏州、南京）、武汉五个区为参加单位。竞赛项目包括田径、足球、篮球、网球四大项。田径有五十码、一百码、二百二十码、四百四十码、八百八十码跑，一百二十码低栏，八百八十码接力，跳高，跳远、撑竿跳高，铅球、链球等十二个单项。经过四天角逐，上海区获高等组田径、网球两项冠军，总分第一。华北区获中等组总分第一。圣约翰书院获六校比赛总分第一。这是中国全国规模的第一次体育盛会，所以辛亥革命后称这次运动会为第一届全国运动会，共有一百四十名运动员参加了这次赛事，但没有女运动员参加。

光绪三十四年（1908）六月，清政府颁布《各省咨议局章程及议员选举章程》。宣统元年（1909）初，摄政王载沣又诏示重申“预备立宪”宗旨，命令各省在年内成立咨议局，并开革了几位阻碍立宪的官吏。立宪派人士感到兴奋，纷纷热衷于咨议局议员的选举活动。九月初一日，各省咨议局宣告开会。与此同时，江苏省咨议局议长张謇发表《请速开国会建设责任内阁以图补救书》。极言清政府若不速开国会，将导致众叛亲离，立宪派只能“袖手旁观”，眼看着革命党推翻清王朝。他要求务必缩短预备立宪时间，于宣统三年召开国会，组成责任内阁，准许召开临时国会，并呼吁各省组织起来联合请愿。随后，江苏咨议局致函各省咨议局，请各局推派代表齐集上海，洽商进京请愿问题。十月初，江苏、直隶、奉天、吉林、黑龙江、山西、山东、河南、湖北、湖南、江西、安徽、福建、广东、广西等十六省咨议局代表五十五人陆续到达上海。十月十五日，代表聚于预备立宪公会事务所，举行“请愿国会代表团谈话会”。众推福建咨议局副议长刘崇佑主持会议，前后集会磋商八次，决定组成三十三人的“请愿国会代表团”，举江苏方还、湖南罗杰、奉天刘兴甲及刘崇佑为干事，赴京请愿。

光绪三十四年（1908）十二月初十日，清政府颁布《调整户口章程》十一章四十条，对全国人口地普查，经一年多调查统计，清政府于宣统二年（1910）六月公布了人口普查结果，当时全国人口为三亿二千零六十一万。

光绪三十四年（1908）十二月十八日，清廷颁布谕旨，罢袁世凯职，命其回籍养病。庚子之役后，袁世凯屡获升迁，并通过训练新军，开办军事学堂，使京畿一带六镇新军都控制在他的亲信党徒中，同时袁买通权臣奕劻，巴结慈禧太后，逐渐成为政治上炙手可热的人物。立宪运动声势日涨之时，袁又观测风向，附和立宪。清政府宣示改革官制之后，觊觎内阁副总理地位，企图进一步左右朝政。袁氏所作所为，引起朝廷内守旧派的不满，也深为满族王公贵族的忌恨，溥伟、载沣、载泽、铁良、良弼、善耆等少壮贵胄，更急于削弱袁世凯权势，将国家政权集中在自己手中。光绪皇帝、慈禧太后相继死后，少壮贵胄们便迫不急待地要将坐拥重兵，勾通宫闱的袁世凯锄掉。载沣、载伟、载泽等本欲将袁杀銕，但奕劻、世续、张之洞等军机大臣力言不可，认为如此作法，可能导致北洋军被逼采取行动，祸起萧穑；西方列强也将出面干预。于是，十二月十八日清廷发布谕诏，谓“袁世凯现患足疾，步履维艰，难胜职任”。命其“回籍养病”。谕诏下发当日早晨，袁氏已知罢斥经过，异常惊恐，怕还有后命，慌忙由张怀芝保驾，微服逃到天津直隶总督杨士骧处。后经奕劻、世续等能风，保其无事，才返京晋见摄政王，“谢恩”辞行。二十二日，袁仓皇出京，先在河南卫辉住数月，后于宣统元年（1909）四月迁到京汉铁路经过的彰德，购下原天津盐商何炳莹一座别墅，改建扩充，定名养寿园居住。他在园中安设了电报房中，与亲信党徒保持联系，并写下“楼小能容膝、檐高与老树齐，开轩平北疛，翻觉太行”一诗，窥测时机，准备东山再起。

光绪三十四年（1908）十月中旬，光绪皇帝病入膏肓，御医已下“恐将猝脱”诊断。慈禧太后遂于福昌殿召见军机大臣张之洞、世续、醇亲王载沣商议立嗣。慈禧太后欲立溥仪继嗣，其生父载沣为监国摄政王。张、世怕出现光绪皇后垂帘听政局面，主径立载沣。慈禧太后以为同治、光绪已是兄弟相继，再立载沣，三代均兄弟传承，史无前例，定立溥仪。二十日，正式谕诏载沣为监国摄政王，其子溥仪入宫读书。二十一日，光绪皇帝死于瀛台涵元殿，慈禧太后颁懿旨以溥仪为嗣皇帝。次日，慈禧太后亦病死。二十五日，载沣等定建元年号为宣统。十一月初九日，举行溥仪登基大典。先由载沣抱着在中和殿接受侍卫大臣们叩拜；续而由载沣扶着坐在太和殿龙椅上接受文武百官朝贺，定明年为宣统元年。

光绪三十四年（1908）三月以后，自戊戌变法失败即丧失权柄与自由的光绪皇帝，因长期抑郁寡欢，且一直患有痨瘵痼症，病情日趋恶化，终于当年十月二十一日心力衰竭而亡。当年九、十月间，慈禧太后亦有咳嗽、肋痛、口渴、舌干及肢体软倦无力等症。光绪皇帝病逝之后，慈禧太后开始不思饮食，翌日午时，太后方饭，忽然晕去，为时甚久。醒后，太后自知末日将至，遂急召光绪皇后、监国摄政王，重新发布懿旨，赋予摄政王载沣有裁定政事之权。末刻，慈禧太后死于中海仪鸾殿。

光绪三十四年（1908）六七月间，各省绅、商、学界代表、预备立宪公会成员纷纷到京请速开国会，外省部分封疆大吏也具奏附和，清统治者被迫于八月初一日，颁布《钦定宪法大纲》，核准宪政编查馆拟定的九年为期，逐年筹备宪政，期满召开国会的方案，以此平息一浪高过一浪的速开国会请愿。这个大纲的主旨，并不是赋予臣民参与政治活动的权力，而是以根本大法的形式，确立至高无上的君权。在大纲中明文规定“大清皇帝统治大清帝国，万世一系，永远尊戴”；“君上神圣尊严，不可侵犯”；皇帝总揽国家立法、行政、司法大权；统率陆海军；亲自裁决对外宣战、媾和、签订条约等外资事项，议院不得议决或参预等等。实质是假立宪之名，强迫国民继续忍受君主专制制度。

光绪三十四年（1908）六月初，预备立宪公会会长郑孝胥、副会长张謇、汤寿潜电请召开国会后，各省绅、商、学界代表纷纷赴京，请速开国会。先是湖南代表到京，催问都察院何以不将雷光宇以全湘士民名义写的请愿书转递清朝廷。随后，河南、江苏、安徽请愿代表联翩而至，一封封请愿书投进都察院。清政府于七月十七日查禁积极鼓动开国会请愿的政愿社，严拿其成员，企图杀一儆百，但京师请愿人员更是络绎不绝。七月中下旬，直隶、京师、八旗代表连日上书。吉林、山东代表接踵进京。在京已递请愿书的各省代表，又联合上书宪政编查馆。此后，山西、浙江代表也到北京，在京山西籍官员驱车乘轿往正阳门车站迎接本省代表，声势颇大，哄动京师。湖广总督陈夔龙、两江总督端方、清驻德公使孙宝琦等也先后上奏清廷，请开国会，或者速定开国会的期限，以免人心沸腾。