为了消弭革命，拉拢资产阶级，清政府被迫作出一些开明的姿态。1905年7月，派载泽等五大臣出洋考察政治。1906年9月宣布预备立宪。1907年9、10月，下诏筹设资政院和咨议局，允许资产阶级可以通过选举取得向清政府提出建议等部分权力。上层资产阶级从中看到了希望，纷纷成立各种立宪团体，从事君主立宪活动，准备参预政权。但是满洲亲贵们对立宪并不热衷。1908年8月，清政府颁布《钦定宪法大纲》，规定大清帝国万世一系，同时宣布预备立宪以9年为期。不久，光绪帝和慈禧太后相继去世，3岁的溥仪继承皇位，改元宣统。摄政王载沣采取集权措施，积极推行由皇族独揽国家大权的政策，满洲亲贵和汉族官僚之间的矛盾加深，1910年，国会请愿同志会在北京连续发起国会请愿运动，要求清政府速开国会。1911年5保路运动月(宣统三年四月)，清政府发布内阁官制，成立以庆亲王奕为总理的皇族内阁。立宪派分享政权的希望完全落空，少数人抛弃立宪的幻想，对革命活动开始表示同情。革命的形势愈益成熟。
1911年5月，清政府唯帝国主义之命是从，将从中国人民手中夺得的权利拱手献给帝国主义，引起全国人民的愤怒。与铁路国有直接相关的湖北、湖南、广东、四川等省人民强烈反对出卖路权，掀起了轰轰烈烈的保路运动。四川保路运动尤为波澜壮阔。9月，保路风潮扩展为全省抗粮抗捐，群众暴动接连发生。四川总督赵尔丰在成都逮捕保路同志会和川路股东会的负责人，并枪杀请愿群众数十名，造成流血惨案。同盟会员龙鸣剑等和哥老会组成保路同志军进围成都，转战各地，攻城夺地，猛烈冲击清政府在四川的统治。四川保路运动成为辛亥革命的导火线。
在清政府全力应付四川保路运动的时候，湖北新军中文学社、共进会等革命团体乘机发动武昌起义，揭开了辛亥革命轰轰烈烈的一幕。9月下旬，革命党人感到形势紧迫，决定于10月6日(中秋节)发动起义，后由于形势瞬息变化，起义推迟。10月9日(八月十八日)，在预定起义的那一天，共进社负责人孙武在汉口装配炸弹时不慎爆炸，湖广总督下令闭城搜查，汉口和武昌的起义指挥机关遭到破坏，一些起义领导人被捕、被杀或避匿。在这种情况下，新军各标营中革命士兵开始主动行动。10日晚7时，武昌城外塘角的辎重营和城内工程第八营几乎同时发动，各标营继起，经一夜苦战，11日晨革命军占领总督署，全城光复，首义成功。汉阳、汉口也先后为革命军占领。11日，起义士兵聚集到湖北咨议局，在咨议局议长汤化龙等人的参与下，宣布成立中华民国湖北军政府。革命党的领袖们未亲身参加起义，缺乏政治经验的起义士兵对自己掌握政权没有信心，清湖北新军协统黎元洪在革命士兵的枪口逼迫下任湖北军政府都督。军政府发布文电，号召各省为推翻清朝建立民国而奋斗。11月，湖北军政府公布《中华民国鄂州约法》。它是全国第一个按照资产阶级民主原则拟定的地方宪
武昌起义法。
武昌起义的胜利，在全国得到了连锁反应，各省革命党人纷纷行动起来。至11月底，全国宣告独立、脱离清政府的有14省。北方未独立各省，有的地方是清王朝统治较强，如直隶、山东、河南；有的远在边陲，革命党势力较弱，如新疆、奉天。这些省份也不平静，革命党仍然组织了一系列武装起义。武昌起义之后，立宪派纷纷表示赞成革命，这也加速了清政府的崩溃。广大人民群众在各省起义过程中表现了高昂的热情。新军士兵、会党群众、知识分子、工人、农民、城市贫民、海外华侨、爱国士绅、少数民族都作出了贡献。中国的政治生活出现了前所未有的沸腾局面。
革命的胜利发展使清政府极为震惊。10月27日，清廷起用袁世凯为钦差大臣，授予指挥湖北军事的全权。11月1日，清军攻陷汉口。同日，摄政王载沣宣布解散皇族内阁，交出全部军政大权，以袁世凯为内阁总理大臣。黎元洪和黄兴、宋教仁等过高估计了袁世凯的力量和自身的困难，企图利用袁世凯和清朝贵族之间的矛盾，以大总统的位置动员他倒戈，把最终推翻清朝的希望寄托于袁世凯。11月27日，汉阳为清军攻陷。12月1日，双方议订停战3日。此后又拟定双方派出代表讨论大局。停战是辛亥革命从武装斗争走向政治妥协的一个重要转折。
12月18日，袁世凯的代表唐绍仪和革命军政府的代表伍廷芳在上海开始和谈。11月下旬，各省代表议决承认武昌为中华民国中央军政府，以鄂督执行中央政务。接着14省代表会议在汉口英租界召开，筹备成立中央临时政府。12月2日，江浙联军攻克南京，代表会议决定以南京为中央临时政府所在地，各省代表随即自武汉齐集南京。25日，同盟会总理孙中山自海外归来。29日，17省代表会议以16票的绝对多数选举孙中山为临时大总统。1912年元旦，孙中山到南京就职，发布《临时大总统宣言书》、《告全国同胞书》等文件，正式宣告中华民国的诞生。《临时大总统就职宣言》提出，临时政府任务是"尽扫专制之流毒，确立共和"，实现民族统一，领土统一，军政统一，内治统一，财政统一。临时政府通告全国采用阳历，以1912年为民国元年。[1]1月2日，通电改用阳历。3日，选