载沣在消除满族特权中表现得软弱无力、瞻前顾后，但他在把汉人排除权力核心时却不遗余力、战果累累。其中，最有力的挑战来自袁世凯。他担任内阁总理大臣，领导军事改革，北洋军绝大部分军官都是他的部下。消除袁世凯及其他官员的威胁之后，清廷面临的最大挑战就来自谘议局和资政院，两者均是改革和立宪的产物。1909—1910年，各省谘议局的立宪派领袖组织请愿运动，要求速开国会。请愿得到新兴出版界、商界、教育界的广泛赞同，海外的华商也发来电报予以支持。然而，载沣拒绝所有的请愿要求，与这些实力派政治人群渐行渐远。
1911年春，清廷组织第一届内阁，取代了自18世纪以来给皇帝出谋划策的军机处。这是压垮清廷的最后一根稻草。由载沣遴选的内阁成员中有8位满人、1位蒙古人和4位汉人。由于来自皇族成员甚多，人们将其称为“皇族内阁”。此举不仅让那些希望由皇族统治逐渐过渡到宪政制度的人大失所望，还将人们的不满不折不扣地集中在满人继续掌权之上。同时，载沣将若干省级铁路公司国有化，并和四国银行订立了粤汉、川汉铁路的借款合同。由于各省绅商经营的商办铁路陷入资金困境，在修建铁路以推进内地运输事业和经济发展上进展不大，因此从经济角度看载沣的举动是说得过去的。但是，贷款之事激怒了民族主义者，反对贷款的抗议把四川推到公开斗争的边缘。
引燃革命之火的是一桩意外：在武汉三镇汉口租界内，革命党人接头地点的土炸弹爆炸了。俄国警察迅速赶到现场，将缴获的革命标语和宣传品交给中国当局。当地新军是清政府急于招募有文化的年轻人抵抗外国势力入侵的爱国武装力量，这一政策方便革命党人对新军的渗入。在武汉，革命党经过数年发展也不过几百人，但随着1911年人们对清政府希望的破灭，革命党人膨胀到数千人之多。爆炸发生后，几名革命党人被逮捕和枪决， 据说当时所有的革命党人—甚至包括所有剪辫的士兵—都会成为逮捕的目标。于是，1911年10月10日，革命党人先发制人，兵变占领武昌，标志着辛亥革命的全面爆发。
最初，武昌起义不过是在武汉三镇的一场兵变，由爱国青年士兵被迫发动，但却引发了一系列具有相同模式和清晰内在逻辑的事件。在武汉，起义很快得到新军重要将领（如黎元洪）和包括湖北谘议局议长汤化龙在内的湖北立宪派精英的支持。这些民政军界的精英号召其他省的立宪人士加入他们的事业。随后数星期，南方诸省和北方少数省份的督抚、谘议局议长或新军军官一个接一个地宣布所在省脱离清朝独立。1911年底，革命的各省在南京组建临时政府，与清政府代表谈判。1912年1月1日，孙中山宣誓就任中华民国第一任临时大总统。
