东都督，暂时形成了所谓“一元化”经营时代。但是这个体制仅仅存在了三年便解体了。
三日本对中国侵略的加剧
从日俄战争后到1919年日本关东军成立前后，中国社会和世界格局发生了重要变化。1911年中国爆发辛亥革命，中国最后的封建王朝——清朝垮台，中国社会进入北洋军阀统治时期。在东北以张作霖为首的奉系军阀逐渐形成。东北局势处于错综复杂的局面。1914年第一次世界大战爆发，世界局势极大震荡。1917年俄国爆发十月革命，社会主义国家苏联诞生，对整个世界格局产生了巨大影响。在这种时代变化、世界动荡的形势下，日本对中国东北的侵略扩张疯狂起来。日本以“两地一线”为据点，即由关东州（旅大租借地）、满铁附属地和南满铁路，展开蛇形扩张阵势，以满铁和关东都督府等为侵略的主导力量，加快了侵略东北的步伐。这一期间日本侵华活动主要有：攫取东北的铁路权益，逼迫北洋政府签订“二十一条”，进行“西原借款”，制造所谓“满蒙独立运动”，强拉中国搞军事同盟等。在这些侵华活动中，解决“满蒙问题”是日本侵略者的突出目标。
1攫取东北铁路权益
根据《东三省事宜条约》，清政府承认日本继承俄国转让的权益，但同时规定日本政府须遵守中俄原约，根据中俄原约，中东铁路（包括南满支线）系中俄合办铁路，中国拥有部分投资权和经营权。而日本根本无视上述条约，擅自成立满铁。成立满铁时，日本表面上打着“日中合办事业”的旗号，实际上事先根本未与中国商讨，待天皇敕令发布后才将满铁章程抄送清政府，并假惺惺地询问清政府是否应募满铁股份。清政府虽然有人力陈日本设立满铁之弊害（如盛京将军赵尔巽等），但清政府只是发出了一个软弱的照会，而日本未予理睬之后，便坐视其成了。参见苏崇民《满铁史》第26～31页。这样，满铁成了日本独家经营的公司，南满铁路成了在东北的日本铁路。此后，满铁以南满铁路为基干，大肆攫取东北铁路权益。
日本在日俄战争中强行修筑了安奉（安东至奉天）、新奉（新民至奉天）军用轻便铁路，战后便欲图加以霸占。安奉铁路是联接中国与朝鲜的所谓“满韩联络铁路”的重要线路，是日本将侵略势力由朝鲜向东北扩张的重要通道。在中日北京会议上，日本便强迫清政府同意日本改良并经营安奉铁路。而后日本偷梁换柱，将“改良”改为“改筑”，于1909年8月，出动军警，强行改筑。使之成为继南满铁路之后日本霸占的又一条铁路。
新奉铁路在当初修建时，并没有多大军事价值，日本急于修建新奉铁路的真正用意在于战后经营。特别是为向辽西发展创造条件。原来这条线路是以英国资本为背景的京奉铁路的预定线，由于俄国的阻挠，只修到了新民。日俄战争后，这条铁路的归属及连通，就成了英日对抗的最初问题。在东三省善后会议上，日本企图独占新奉铁路，遭到中方拒绝，至会议结束未有定论，只是达成如下谅解：新奉铁路公平议价售与中国，另由中国改造，其辽河以东所需款项允日本公司借贷半数。后在英美的抗议下，日本估计到难以取得新奉铁路经营权，便以该路作为攫取其他铁路权益的筹码，提出将新奉铁路与吉长铁路进行对等交换。直到1907年4月和1908的11月，中日签订了《新奉、吉长铁路协定》和《新奉、吉长铁路借款续约》，中国以吉长铁路的巨大让步，以及高额售价和高息借款等苛刻条件，才收回了新奉铁路。但京奉铁路展修至奉天城以及与南满铁路相联通，又成为新的问题。直到1911年9月，中日签订《京奉铁路延长协定》，才使这一问题得到解决。
这样，日本通过在日俄战争中强行修筑的军用铁路，攫取了在东北的部分铁路权益。
2“满蒙五路”计划
1911年辛亥革命爆发，日本在企图保持清朝统治的打算破灭后，转而以袁世凯北洋军阀新政府为对手，展开了新的对华侵略攻势。1912年11月，日本外务省制订了《关于对华外交政策的纲领》，其中“关于满蒙的方针”，规定为“以我现有的地位为基础，在经济方面确保和平的发展”。其主要内容有两个方面，一个是使既得利益永久化，即解决租借地和南满铁路等的租借、使用延长问题。第二个方面是，向辽西和东蒙及北满扩大新利益。其首要的一条，就是计划新建一条从南满铁路的四平街向东蒙的洮南府的铁路。恰在这时，英美也在积极策划将京奉铁路向东北腹地延伸以及其他支线的建设。1913年2月，英国向日本打探修建锦州至朝阳的铁路的可能性。这条铁路是以前争论过的锦瑷铁路的一种变向铁路，即向热河地区发展的铁路。对于英美的这种新动向，日本担心落在后面，立即决定了一项有关南满与东蒙铁路的方针。3月12日，日本外务省就这一方针征求满铁的意见，要求满铁搞清，第一，日本在南满及将来向东蒙应建的铁路；第二，对于中国及其他列强要建的铁路，确定哪些是应当阻止的。3月26日，满铁很快做出答复，提出希望修筑的铁路如下：
一是四郑线，由南满铁路的四平街向西北至郑家屯的铁路。
二是郑洮线，由郑家屯向北延伸至辽西重镇洮南府的铁路。
三是开海线，由南满铁路的开原向东至海龙县城的铁路。
四是吉海线，由海龙向北通到吉林省城的铁路。
五是从南满铁路抚顺向东至山城子或兴京的铁路。
此外，还提出了一个新铁路构想：从南满铁路经过辽西，再转向热河，最后通达长城地方的铁路。
坚决阻止的铁路是，以奉天为起点的任何铁路。
这个计划是所谓“满蒙铁路网计划”的开端，其特点是，以奉天以北的南满铁路为基轴，路西向东蒙扩张，路东将吉林省的富饶地区联通起来。同时，很明显是针对英美的以京奉铁路为基干的向吉林的延长线和向热河的锦朝支线的计划，采取的对抗措施。
于是，日本政府根据满铁的新计划，向袁世凯政府展开了攫取新权益的攻势。而袁世凯为了获取日本的承认，以便推行“武力统一”的政策，很快与日本达成一笔政治交易，于1913年10月双方互换了《借款修造铁路预约之办法大纲》，即所谓“满蒙五路秘密换文”。根据换文，日本取得了四洮、开海、长洮（长春至洮南）三路的借款修筑权，及洮热（洮南至承德）、吉海（吉林至海龙）两路的借款优先权，完全满足了满铁计划的铁路建设和构想的全部要求。这是继东三省五案协定之后，日本在东北获得的最大一笔权益，或者说是从北洋军阀手中获得的第一笔铁路权益。但是，后来中国发生了反对“二十一条”的运动，五路合同的交涉不得不中断，北洋政府与日本仅签订了《四郑铁路借款合同》，其余四路均未签订合同。日本向东北腹地和内蒙扩张的计划，虽然暂时未能实现，但“五路换文”却成为后来日本继续扩张的所谓依据。其中前三条是以满铁干线的一站为起点的培养线，后两条与前两条延长线联接，成为与纵向的满铁干线相平行的卫星线。
日本原拟定的四洮路，由于交涉困难，暂时变成了其中一段四郑路的修建问题。1915年8月开始交涉，至12月签订了《四郑铁路借款合同》。规定由日本正金银行贷款500万元；铁路总会计师、总工程师、行车总管等都要由日本人充当，实际上成了日本控制的铁路。四郑路于1917年4月开工，11月铺路结束，1918年1月开始临时营业。不久即同满铁签订了货物联运章程和直通货车暂行合同。1919年9月，又由满铁直接出面与北洋政府签订了《四洮铁路借款合同》，完成了“满蒙五路”中第一条铁路的最后法律形式。这个合同基本沿袭了《四郑铁路借款合同》，只是债权人由正金银行变成了满铁。借款额为4500万日元。满铁首先于1921年4月开始，修建了郑通（郑家屯至通辽）支线。并准备由通辽向北展修至洮南，这实际上成了原英美锦瑷铁路的一段。后来由于中国的强烈反对，满铁不得不让步，按原案（郑家屯至洮南）修建四洮路。至1923年10月全线完工，1924年7月正式营业。四郑路和郑通路同并于四洮路。
四洮路的建成影响十分重大。第一，它是继吉长铁路之后，日本以借款方式取得的第二条铁路，作为满铁的重要培养线，可以将北满中东路附近的货物，尤其是粮食重要产地安达附近的货物吸收到南满铁路。第二，它是满铁干线西侧通向内蒙的第一条铁路干线，对于日本向内蒙扩张势力有着极为重要的作用。这条铁路继续往北延伸（即后来的洮昂铁路），可以穿越中东铁路，到达北满的黑龙江省会齐齐哈尔，是原英美设想的锦瑷铁路的重要组成部分，在对俄抗争上具有极其重要的战略价值。
3对华“廿一条”与满蒙权益
与上述以“满蒙五路”为中心的日本殖民权益扩大化相对应，辛亥革命后日本侵华的另一个动向是殖民权益的长久化；也就是将已获得的殖民权益永远为日本所霸占。日本在中国东北所获得的殖民权益，主要是根据日俄和约和中日条约取得的。根据条约，旅大租借地、南满铁路等殖民权益，是有时间限度的，到一定期限必须归还中国。对此日本帝国主义是不会心甘情愿的。
首先，南满铁路是根据日俄和约由俄国将中东铁路南满支路的一段转让给日本的，日本经营期限和中东铁路的租借期限是相同的。根据1896年中俄原约第11条规定，中东铁路开始营业后80年无偿返还中国，36年后中国有权收买。中东铁路是1903年开始营业的，36年后即到1939年，中国有权收买该路。又根据中日条约，中国只承认俄国转让给日本的权益，而没有赋予日本新的租借期限。因此，日本经营南满铁路的期限，只能继续俄国的经营期限，即从1903年开始到1939年为止。
其次，日本在日俄战争中强行修筑的安奉铁路，根据中日条约，该路改良期三年，改良竣工后由日本经营15年，即至1923年须估价售与中国。其后日本虽然强行改筑安奉路，但并没有改变安奉路的经营期限。
再次，作为日本在中国东北的侵略基地，所谓“满洲入口”的旅大租借地，也是由日俄和约转让，由中日条约承认得到的，但不得超过中俄原约，即租借期限为25年，从1898年起至1923年到期。
这样，从1912年算起，日本还可以经营南满铁路27年（至1939年），安奉铁路和旅大租借地都是再经11年至1923年到期。这对于日本帝国主义来说，是绝对不能允许的。一些狂妄的侵略分子叫嚣：满洲权益是以“20万国帑和10万人的鲜血”为代价得到的，日本绝不放弃。他们从获得这些权益之始，就根本没想交还中国，企图把这些权益永久由日本保持。辛亥革命爆发后，日本帝国主义便企图乘中国混乱，使他们的殖民权益永久化。武昌起义后10多天，日本西园寺内阁就决定了乘中国混乱之机，根本解决满洲问题的方针。首要的课题就是延长南满铁路，安奉铁路和旅大租借地等殖民权益的期限。
在1913年日本政府制定的对华外交方针中，提出以南满所有的铁路及满洲和内蒙古的权益为基干，不仅满铁本线，而且所有支线，都要由日本永久掌握经营权，因此必须抓住时机与中国交涉，延长其租借期限。1914年第一次世界大战爆发，日本认为此乃“大正时代之天佑良机”，必须抓住机会，确立对东洋之权利。于是，日本以英日同盟为招牌，对德宣战，将德国在我国山东等地的权益侵吞。进而日本认为确立它在中国的优越地位和“根本解决满洲问题”的时机到来了。1914年11月，日本政府制定了以灭亡中国为目标的“二十一条”对华要求，于1915年1月向袁世凯政府正式提出。其中有关“满蒙权益”的要求集中在第二号，主要内容是，将旅大租借地并南满铁路及安奉铁路，均展至99年为期；及其他在满蒙的特殊权益。“二十一条”的具体内容参见王芸生《六十年来中国与日本》第六卷；第73～77页。此后，中日交涉数月，20余次，至5月7日，日本发出最后通牒。9日袁世凯屈服，25日签订了有关山东、福建、满蒙等大量权益的两个条约及13件换文。在《关于南满洲及东部内蒙古之条约》及相关换文中，规定南满铁路等展限99年，这等于宣布日本要永远占有这些权益，是“满蒙权益”永久化的重要表现。此外，有关铁路的权益还有改订吉长铁路借款合同，南满与东蒙铁路借款和税课抵押借款优先权等等。
这样，日本通过1913年的“满蒙五路换文”，获取了满蒙铁路新权益，而“二十一条”则侧重于满蒙权益永久化。两者相辅相成，使以满铁为主导形式的日本对中国东北及内蒙的侵略大大推进了一步。在这一过程中，值得注意的是，由于“一战”，欧美无暇东顾，是造成日本如此猖狂的原因之一。但是，“二十一条”之签订，仍然引起了英美的极大关注，并使英美与日本的矛盾进一步加大。在“一战”后的巴黎和会和华盛顿会议上，英美强烈反对“二十一条”，迫使日本不得不放弃了所谓“第五号要求”。
4“满蒙四路”与“满鲜统一”政策
“二十一条”签订之后，袁世凯企图依靠日本推行帝制，但复辟不得人心，反袁运动兴起。日本也见风使舵，转向支持倒袁，并在东北策划了第二次“满蒙独立运动”，企图侵占东北，但又遭到失败。日本大隈内阁一片狼藉，终于倒台。继之，1916年10月，寺内正毅上台组阁。针对大隈内阁露骨的侵华政策，寺内改变策略方针，决定采取从财政上支持皖系军阀段祺瑞政府以武力统一中国的方针。