新政改革不能笼络各派政治势力，也无法挽救清廷的统治危机。一方面，资产阶级上层要求加快改革步伐，扩大改革范围，特别是希望模仿欧美和日本实行立宪政治，以利于他们的参政活动与发展资本主义工商业。他们把立宪政治看成最完美的政治。1901年月，清廷成立督办政务处，就全面改革作整体规划，任荣禄、庆亲王及李鸿章为主管，张之洞及刘坤一为协同办理，张刘二人联名三次上奏《江楚会奏变法三折》，定出改革方向，学习日本、英国，推行君主立宪制。
190年至1905年发生了日俄战争。随着战争的进行，战争的优势逐渐转向了日本。最后，战争以日胜俄败而告终。在这样一个不可移易的事实面前，清朝上下震动，同时也很自然地思考一个问题，为什么土地之大，人民之众远在日本之上的偌大的俄国竟然鹿死日本之手？思考的结果是，日胜俄败，原因在于政治体制，这是立宪国对专制国的胜利。清政府看到，要拯救国家，非顺应世界大势，改专制政体为立宪政体不可。这样，清末新政中政治体制改革就很自然地提上了日程。如果说在日俄战争前中国要求政治体制改革还只是辽阔中华大地上的几声微弱的呼唤的话，那么，到了日俄战争之时，政治体制改革的要求就成了越来越多的人的共识。特别重要的是，这种要求成了统治阶级中许多人的共同呼声，这就构成了政治体制改革的必要条件。
190年6月，张謇致信袁世凯，要他支持立宪，他在信中指出：“不变政体，枝枝节节之补救，无益也。不及此日俄全局未定之先，求变政体，而为揖让救焚之迂图，无及也。……日俄之胜负，立宪专制之胜负也。今全球完全专制之国谁乎？一专制当众立宪，尚可幸乎？”蒋碧昆：《中国近代宪政宪法史略》，法律出版社，1988年，第53页。
190年，林绍年也奏请清政府，“尤有所最要者，则无如改专制为立宪法”《近代史研究》，1989年，第3期，第108页。
1905年2月29日，出使日本大臣杨枢又奏请：“变法大纲，似宜仿效日本。”《近代史研究》，1989年，第3期，第110页。
岑春煊指出：“无论何种政体，变迁沿革，百折不回，必归于立宪而后底定。”《清末预备立宪档案史料》，第98页。
1905年7月2日，袁世凯联合两江总督周馥和湖广总督张之洞电奏实行立宪政体，以12年为期，并奏请派亲贵大臣分赴各国考察政治。7月，湖南巡抚端方入朝召见，领受闽浙总督一职时，又反复建议实行立宪。
在上述情况下，以慈禧为首的清政府顺应时代潮流，为在中国实行宪政做了许多工作。1905年9月2日，派遣考察政治大臣五人到日、英、法、比、美、德、意、奥考察宪政。五人是特派钗国公载泽、户部侍郎戴鸿慈、兵部侍郎徐世昌、湖南巡抚端方、商部右丞绍英，此计划因遭受革命党人吴樾放炸弹行刺，被迫延期。11月25日，清政府设立专门政治体制改革机构“考察政治馆”，研究各国宪政，提供宪政改革的咨询。12月7日考察团第一组戴鸿慈和端方出发。1906年1月1日，载泽率领考察团第二组出发，徐世昌、绍英伤情未愈，由李盛铎、尚其亨替代。考察完毕后，考察团先后回国并进呈了一份强国必须宪政的考察报告，编成《列国政要》133卷及《欧美政治要义》18章。该报告由随员熊希龄执笔，参考了流亡东京的梁启超和杨度所写的宪政研究资料。满清贵族载泽和端方拥护宪政的态度对立宪进程的加快发挥了比较重要的作用。
五大臣在1906年奏请立宪，他们力陈立宪之好处：“宪法所以安国内，御外侮，固邦基，保人民……且立宪政体，利君利民，独不便于庶官也。……保邦致治，非此末由。……伏愿特降纶音，期以五年改行立宪政体。”蒋碧昆：《中国近代宪政宪法史略》，法律出版社，1988年，第55页。
当时载泽还向慈禧上密折，说立宪有三个好处：一是皇位永固；二是外患渐轻；三是内乱可弥。他们倾向于选择日本的方式，认为日本的方式是最适合中国的。接着慈禧太后于1906年9月1日下诏颁布预备仿行立宪。同时指出，因目前规制未备、民智未开，需作多种准备，故不能仓促立宪，所以只有“俟数年后，规模粗具，查看情形，参用各国成法，妥议立宪实行期限，再行宣布天下。”《清实录•德宗实录》卷562，第38页。
在前面中央官制改革的奏疏中，奕劻等提出了应该设立资政院作为议院预备的主张，清政府并未徒托空言。因此，1907年7月20日，光绪颁布上谕指出，立宪政体，取决公论，上下议院，实为行政之本。中国上下议院一时未能成立，亟宜设资政院，以立议院为基础。因此，到了1908年7月8日，资政院章程正式颁布。1910年10月3日，资政院正式成立于北京。同时，清政府也在地方为实行宪政作准备。发布设资政院上谕不久，光绪又发布上谕：“今资政院既经议设，实为议院之基础，并非贵族之更名，并令各省酌开董事会议事会，以辩理地方自治，应俟议事会董事会辩有成效，再行议开国会，庶免欲速不达之弊，得旨，如所议行”《光绪朝东华录》，1958年总第5801页。，
要求在各省设立谘议局。谘议局的作用是“指陈通省利病，筹计地方治安，并为资政院储才之阶”
《光绪朝东华录》，1958年总第579页。
1908年7月8日，清政府颁布了《各省谘议局章程及议员选举章程》，到1909年10月中旬，全国有16省的谘议局相继建立起来了。
国内的立宪派，在这个时期也相继地成立了一些团体。比如，江浙地区成立“预备立宪公会”，以张謇为代表；在湖南有“宪政公会”，以谭延闿为代表；湖北“宪政筹备会”，以汤化龙为代表；在广东有“自治会”，以丘逢甲为代表。在海外，康有为宣布，从1907年1月起，保皇会改名为中华国民宪政会；1907年7月，梁启超、蒋智由等在东京组织了具有资产阶级政党规模的政闻社。在这期间，国内外先后建立起很多立宪团体，大约有80个。这些立宪团体，向清政府发起了一次又一次要求召开国会的请愿活动，希望以此来督促清政府加快立宪的步伐。
1908年8月27日，颁布《钦定宪法大纲》。《钦定宪法大纲》是中国历史上第一部宪法性文件，也是有机会使中国走向宪政的第一台阶。确定自是年起，至1916年共九年为预备立宪期，这与先前不确定立宪期相比是一个进步。《钦定宪法大纲》规定了“君上大权”及“臣民权利义务”。“君上大权”规定：“大清皇帝统治大清帝国，万世一系，永永尊戴；君上神圣尊严不可侵犯。钦定颁行法律及发交议案之权，凡法律虽经议院议，决而未奉诏命批准颁布者，不能见诸施行；召集、开闭、停展及解散议院之权；
解散之时，即令国民重行选举新议员，其被解散之旧议员，即与齐民无异。倘有抗违，量其情节以相当之法律处治。
设官制禄及黜陟百司之权；用人之权，操之君上，而大臣辅弼之。议院不得干预。
统率陆海军及编定军制之权；君上调遣全国军队，制定常务军额，得以全权执行，凡一切军事，皆非议院所得干预，宣战讲和、订立条约，及派遣使臣与认受使臣之权；国交之事，由君上亲栽，不付议院议决，
宣告戒严之权。”《光绪朝东华录》，1958年总第5979~5980页。
等。“臣民权利义务”规定：“臣民于法律范围以内，所有言论、著作、出版及集会、结社等事，均准其自由；臣民非按照法律所定，不加以逮捕、监禁、处罚；臣民可以请法官审判其呈诉之案件；臣民应专受法律所定审判衙门之审判；臣民之财产及居住，无故不加侵扰；臣民按照法律所定，有纳税当兵之义务；臣民现完之赋税，非经新定法律更改，悉仍照旧输纳；臣民有遵守国家法律之义务。”《光绪朝东华录》，1958年总第5580页。
《钦定宪法大纲》吸收了西方政治制度的合理成分，体现了三权分立精神。《钦定宪法大纲》明确规定：“按君主立宪政体，君上有统治国家之大权。凡立法、行政、司法，皆归总搅，而以议院协赞立法，以政府辅弼行政，以法院遵律司法”《光绪朝东华录》，1958年总第5979页。以法律的形式肯定及实行三权分立的政治制度，这在中国近代政治制度史上是一个具有划时代意义的事件。这样，从清末新政的政治改革措施来看，它标志着清政府倡导的主要以学习西方科学技术为主的洋务运动发展到了一个新的阶段，即由主要学习“用”发展到“体”“用”兼学的新阶段。这是几十年来中国认识西方，学习西方的一个质的飞跃，中国学习西方终于从表层结构向深层结构发展了。章开沅先生曾说过这样的话：“清朝最后十年政治体制和政策措施的更改之大，远远超过前此二百五十余年。”宫明：《中国近代史研究述评选》，北京：人民出版社，1986年，第288页。
1909年的10月，由江苏谘议局的议长张謇为首，开始通电全国，组织“国会请愿同志会”，要求缩短预备立宪的期限，九年太长了，应该缩短，同时要求召开国会，成立责任内阁。这个时候16个省的代表都到上海来聚会，组织了33人到北京来请愿，向清朝政府呈递请愿书，要求在一年内召开国会。但是立宪派的这样一种要求，被清朝政府断然拒绝了。
在立宪派的一再要求下，到了11月，清廷不能不做做样子，宣布改动预备立宪的期限，就把这个预备立宪的期限，由原来的九年缩短到五年，而且还说这是最后的期限，不能再改了，不能再提前了，最后就是五年。1911年5月8日，清廷欲成立内阁，结果由于里面绝大多数内阁成员都是满人，同时还是皇族成员阁员13人中，满族占9人，其中皇族占5人，汉人占人，故被称为“皇族内阁”。按照规定君主立宪的国家皇族成员是不能当任内阁成员的。此举一出，举国为之哗然。立宪派本有两个要求，一个是速开国会，一个是成立责任内阁，但速开国会的要求被打了折扣，而皇族内阁就更让那些立宪派感到失望。梁启超在第三次请愿之前说：“现今之政治组织不改，不及三年，国必大乱，以至于亡。”对于“皇族内阁”的出台，梁启超更是愤懑至极，“谓将来世界字典上决无复以宣统五年四字连属成一名词者，诚能并力以推翻此恶政府而改造一良政府，则一切可迎刃而解。”
国会请愿运动先后有四次：第一次请愿发生在1908年秋，由上海的“预备立宪公会”发起，参加请愿的有由东京到上海的“政闻社”，成立于东京而在湖南设分会的“宪政公会”，湖北的“宪政筹备会”，广东的“粤商自治会”及多省的代表。签名由都察院代奏，清廷旋即发布八年后公布宪法以答复之。1909年各省设谘议局，以为省议会的预备，不少宪政人士被选入局，其时江苏谘议局议长张审，发动了日后全国性的三次大请愿，他所领导的“预备立宪公会”，自1906年后即成为国内宪政运动之中心。
第二次请愿发生在1909年秋，各省代表到京后组织“请愿速开国会同志会”，一方面将请愿书交都察院进呈，一方面游说各军机大臣及各部尚书。有些政府要员私下也同意宪政之施行，但清廷于1910年1月30日，谕令不准，仍维持九年预备立宪的意愿。
第三次请愿的代表，把原有“请愿速开国会同志会”改为“请愿即开国会同志会”，为了扩大声势，除发起组织“各省谘议局联合会”外，亦网罗海外及各行各业的代表，齐集北京再度请愿，惜遭清廷严词拒绝，并命不得再行请愿。
第四次请愿的代表于1910年将请愿书呈资政院，同时各省督抚十余人纷纷致电清廷，表示同意。清政府宣布把预备立宪缩短三年，改在1913年召开国会，在京请愿代表纷纷组织政党，以谋参政，张审也认为请愿目的已达，不再努力。但各省仍致电要求留京代表继续请愿，奉天省派代表赴京支援，其后有零星冲突，清政府取消天津代表温世霖资格，将其充军新疆，激起立宪派与清政府的对立。
部分请愿代表如湖北谘议局议长汤化龙，湖南议长谭延闿，四川议长蒲殿俊等因为清廷迟迟不召开国会，愤而回省，转而与革命党人共商救国大计，立宪派人士纷纷响应革命。
立宪派请愿还是希望清廷在体制内改革。实际上很多人已经看到清政府不会再变了，不能再寄希望于它了。认为它要垮台是早晚的问题，这时候只要有个偶然的因素发生，恐怕清政府就会倒台。与此同时社会上的一些商人、绅士这时候也对清政府很失望。在这种情况下，四川发生了保路运动，清政府要把湖北新军调过去镇压运动。然而湖北新军却在革命党的领导下率先于1911年10月10日发动了起义，这就是辛亥革命。在这种情况下，庞大的清王朝忽然就倒塌了，说明它的基础已经没有了，它的基础丧失了，它原来最广大的基础商人、绅士都不跟随它了。之所以不跟随、不支持是因为它已经不可救药，一次一次给了它生存的机会，它都不利用和珍惜，故此不得不离它而去。至此统治了中国两百多年的清政府最终垮台了。