清政府的“預備立憲”，使民族資產階級上層看到有了參政的希望，他們的代表人物立刻積極活動起來。張謇、湯壽潛等人在上海組織了“預備立憲公會”。康有為將“保皇會”改組為“中華帝國憲政會”，梁啟超與蔣智由等在日本東京建立“政聞社”。此外，湯化龍在湖北成立“憲政籌備會”，譚延闓在湖南成立“憲政公會”，丘逢甲在廣東成立“自治會”。
同年十一月，清政府首先宣布改革中央官製，行政中樞仍為軍機處，把部的數目增為十一個，有些部的名稱有所更改。這次改革標榜不分滿、漢，但是各部長官中，滿洲貴族的人數不僅沒有減少，反而有所增加。一些重要的部如陸軍、度支、外務等，長官都是滿洲貴族。第二年，宣布改革地方官製，把各省督撫的軍權、財權、分別收歸中央陸軍部和度支部。立憲派見清政府並無立憲的實際行動，便采取聯名上書進行請願的辦法，要求清政府速開國會。光緒三十四年（1908年）八月，預備立憲公會聯絡憲政公會、憲政籌備會、自治會等立憲團體，邀集各省立憲派的代表到北京，向清政府請願。一些地方督撫也電請早日召開國會。在這種情況下清政府，頒布了《欽定憲法大綱》，宣布以九年為立憲的預備期限。《欽定憲法大綱》以根本大法的形式，確定“君上大權”，規定皇帝有頒行法律、召集或解散議院、設官製祿及黜陟百司、統率陸海軍及編定軍製、宣戰議和及訂立條約、總攬司法等權，實際上與專製君主並無多少區別。
憲法大綱頒布後不久，同年十一月，光緒皇帝與慈禧太後相繼死去。不及三歲的溥儀繼承帝位，由其生父載灃以攝政王執政，改元宣統。
載灃執政後，宣布要繼續推行立憲；同時進一步加強皇室貴族集權。他以“足疾”為名，罷斥了權勢顯赫的袁世凱，令其回籍“養病”，自己以監國攝政國代理大元帥，親自統率禁衛軍。命其弟載洵和載濤分別擔任海軍大臣和軍諮大臣，蔭昌擔任陸軍大臣，由皇室來把持兵權。
宣統元年（1909年）十月，詔令各省成立諮議局。各省諮議局基本上為立憲派所控製。立憲派的頭麵人物如張謇、湯壽潛、湯化龍、譚延闓、薄殿俊等，分別擔任江蘇、浙江、湖北、湖南、四川等省諮議局的議長。
江蘇省諮議局成立後，議長張謇向各省呼籲，主張速開國會，組織責任內閣。十二月，十六省諮議局代表在上海集會，決議到北京向都察院請願上書。第二年一月，十六省諮議局代表在北京聯名上書。清政府堅持九年預備立憲的期限，拒絕速開國會。第一次請願失敗。六月，立憲派又組織了十個請願團，赴都察院上書，仍遭拒絕。第二次請願也失敗。十月，清政府的中央資政院在北京正式開會。這時，各省立憲派聯名舉行第三次請願，立憲派組成的國會請願代表團向資政院逞遞了請願書，資政院的多數議員支持立憲派的活動，資政院上達了請願書，並且通過“陳請速開國會”的奏折和設立責任內閣的議案。各省督撫也發來電報，呈請清政府設立內閣、召開國會。迫於這種形勢，清政府宣布縮短預備立憲期限，定於宣統五年（1913年）召開國會，在國會召開前兩年，先成立內閣。另一方麵又利用立憲派的分化對他們采取強硬態度，下令押解東三省的請願代表返回原籍，宣布禁止請願活動。
宣統三年（1911年）五月，清政府宣布第一屆“責任內閣”成立。以慶親王奕劻為總理大臣，徐世昌、那桐為協理大臣。在十三名內閣員中，漢族僅四人，滿族有九人，其中皇族占七人，被稱為“皇族內閣”。
皇族內閣的成立，徹底暴露了清政府假立憲的騙局，引起全國人民的憤怒，就是原來讚成民國二年（1913年）召開國會的那部分立憲派也大失所望。各省諮議局議長，再次在北京召開聯合會推舉譚延闓為主席，向清政府上書，要求另組內閣。他們的請求，遭到清政府的斷然拒絕。至此立憲運動最終失敗。