1907年3月，盛宣懷奉命與呂海寰趕緊商定加稅免厘一事，呂海寰旋任外務部尚書，清廷即命盛宣懷會商袁世凱、張之洞妥速籌議。11月，奉旨入京，慈禧召見，對盛宣懷說，蘇杭甬路事發生風潮，或言英國要下旗撤使，或言百姓要抗糧拒官，特召汝來，解此一結。命盛宣懷隨同外務部妥籌辦理。
1908年2月，盛宣懷出任郵傳部右侍郎。該部主管鐵路、電報、航運、郵政，前三項皆為盛宣懷創辦。乃命下三日，仍以商約原差又令前往上海，他向慈禧陛辭，慈禧問他何故又要離京，盛宣懷知道支他往上海不是慈禧的意思，不敢多言，唯唯而已。慈禧還說：“我有物賞汝。”但退朝之後，並無賞物。他認為這也是因為有阻尼者。盛宣懷將漢陽鐵廠、大冶鐵礦、萍鄉煤礦合並為漢冶萍煤鐵廠礦有限公司，奏折上後，慈禧對他說：“藏富於商，乃是正辦。”盛宣懷於四月赴日本就醫，考察廠、礦、銀行，並與日本元老伊藤博文、鬆方正義等研求憲政、幣製，參觀公、私圖書館。10月，在神戶知道慈禧與光緒帝先後病死，隨即起程回上海。
1909年6月，輪船招商局董事會成立，選舉盛宣懷為會長。盛宣懷認為備員郵傳部而歸商選，似於體製非宜，電郵傳部婉卻。郵傳部尚書徐世昌等勸他擔任。
1910年正月，清廷派盛宣懷為中國紅十字會會長。攝政王載灃罷黜軍機大臣外務部尚書袁世凱後，逐漸起用盛宣懷。七月初十日，盛宣懷到達北京，赴郵傳部本任，並幫辦度支部幣製事宜。19日，浙路總理開缺，江西提學使湯壽潛電稱盛宣懷為蘇浙路罪魁禍首，不應令其回任，請收回成命，或調離路事以謝天下。清政府將湯壽潛即行革職，不準幹預路事。
1911年1月6日，盛宣懷替代袁世凱的親信唐紹儀為郵傳部尚書。李鴻章之子李經方為左侍郎，吳鬱生為右侍郎。4月，內閣改製，各部行政長官同負國務責，盛宣懷由本官簡授郵傳大臣。受事數月，收回郵政，接管驛站，規劃官建各路，展拓川藏電線，厘定全國軌製。清政府接受盛宣懷的建議，宣稱所有1911年以前各省分設公司，集股商辦之幹路延誤已久，應即由國家收回趕緊興築，除支路仍準商民量力酌行外，從前批準幹路各案一律取消。盛宣懷主張將先收歸國有的川漢、粵漢鐵路所招各股，改換官辦股票，有不願換票者，給還股本，或發還六成，其餘四成發無息股票；川省鐵路股實用之款，給國家保利股票，餘款或附股，或興辦實業，另行規定，不得由股東收回。又議訂與英、德、法、美各銀行600萬鎊借款合同。從而引發四川、廣東、湖南、湖北的保路運動。盛宣懷電四川總督，請出告示，嚴禁罷市、罷課，銷患未萌。電湖廣總督，稱保路風潮隻須略有兵威，不煩鎮壓。清朝官員群起指責盛宣懷肇禍，成為眾矢之的。8月19日，革命黨發動武昌起義，各省相繼獨立響應。盛宣懷電請袁世凱出山，同時向清廷推薦袁世凱。資政院彈劾盛宣懷違憲、亂法、激兵變、侵君權。10月26日，清政府將盛宣懷革職，永不敘用。盛宣懷離開北京前往日本，唐紹儀重任郵傳大臣。
1912年元旦，孫中山在南京就任臨時大總統，通過其代表告訴盛宣懷，民國對他並無惡感，若肯籌款，自是有功，外間輿論過激，可代為解釋。9月，盛宣懷從日本回到上海。
1913年2月22日，漢冶萍公司召開特別股東大會，推選盛宣懷為總理。會後，又被舉為董事長。5月18日，招商局召開股東大會，選舉董事會，盛宣懷為副會長。盛宣懷認為孫中山在興辦實業方麵“有理想而無經驗，不足與謀也”。袁世凱則“措置大局，舉重若輕，實超秩乎漢、宋祖而上之。方之華盛頓、拿破侖亦有過無不及”。當革命黨人發動討伐袁世凱的“二次革命”時，盛宣懷避居青島，迫切希望袁軍獲勝，革命軍速敗。
1915年，日本曾威脅利誘盛宣懷同意“中日合辦”漢冶萍公司，遭拒絕。
1916年3月25日，盛宣懷病逝於上海，終年73歲。