從1906年到1909年，浙江境內(nèi)修成鐵路328.2華里，沿路筑橋144座，平均每里鐵路的造價只有13400銀元（不計建橋及車輛），當(dāng)時浙江旅滬學(xué)會評價“中國商辦鐵路，其成效以我浙為最速，其經(jīng)費以我浙為最省”。這與湯壽潛芒鞋徒步、風(fēng)塵仆仆、不計勞苦奔走于杭、滬之間，而且不受薪金、不支公費的作風(fēng)是分不開的。期間，他還創(chuàng)辦了浙江高等工業(yè)學(xué)堂（鐵路學(xué)堂），為管理大筆集資款，還于1907創(chuàng)立了最早的商業(yè)銀行之一浙江興業(yè)銀行。然而當(dāng)鐵路開工之后，英國銀公司不肯廢約，通過駐華使館向清廷施加壓力，要求向英方借款，實際上就是將鐵路抵押給他們。消息傳來，浙江鐵路公司于1907年10月發(fā)起“浙江國民拒款會”，湯壽潛多次致電軍機處抗?fàn)?，路潮洶涌，清廷一度想動用武力，軍隊都已集結(jié)。為了把他支走，1909年，清廷先后幾次任命他為云南按察使、江西提學(xué)使，每一次他都再三辭謝，堅持留下修路，到1910年8月他還致電軍機處反對盛宣懷為郵傳部侍郎。清廷指責(zé)他“狂悖已極”，將他革職，不準(zhǔn)干預(yù)路事。結(jié)果引起一場軒然大波，浙江各界、浙江旅居外地的同鄉(xiāng)紛紛請愿、集會、抗議，電文雪片般飛向北京，甚至有一個工程師、一個工頭以身殉路。一時輿論洶洶，上海《天鐸報》《申報》《文匯報》《民呼日報》及各英文報紙紛紛發(fā)表評論，連篇累牘地刊載有關(guān)報道，浙江咨議局乃至浙江巡撫都出面請求朝廷收回成命。8月25日，當(dāng)清廷下令嚴(yán)禁上海、浙江、江蘇各地為湯壽潛革職而集會，他在兩天后只身前往山東，登泰山、謁孔林，放松身心。而杭州商務(wù)總會于8月28日、9月5日兩次舉行集會，9月9日旅滬同鄉(xiāng)幾千人乘專列到杭州，冒雨前往巡撫衙門請愿，秩序井然。至10月1日杭州還在舉行集會聲援。湯壽潛為了爭路權(quán)彈劾大臣，頂撞朝廷，不惜冒殺頭危險，因此而成為維護(hù)主權(quán)、艱苦創(chuàng)業(yè)的代名詞。

在一波又一波捍衛(wèi)路權(quán)的聲浪中，混合著要求速行立憲、召開國會的呼喊。1908年頒布的《結(jié)社集會律》，畢竟在法律上確立了老百姓結(jié)社集會的權(quán)利。

1907年12月，預(yù)備立憲公會和憲政公會、政聞社、憲政研究會等團(tuán)體決定成立“國會期成會”，作為領(lǐng)導(dǎo)全國請愿運動的臨時團(tuán)體，派人到浙、蘇、皖、湘、贛、粵、豫等省活動串聯(lián)。當(dāng)年12月、1908年1月，張謇、湯壽潛兩度和人討論國會問題，1908年2月，在預(yù)備立憲公會一次會員常會上，討論了創(chuàng)辦私立法政大學(xué)（即上海政法學(xué)院前身）、請求開國會、設(shè)立“宣講研習(xí)所”等事項，張、湯等都在會上發(fā)表了演說。同年4月，他們決定派代表到北京請愿。6月7日，他們以“預(yù)備立憲公會”的名義邀請全國各省的立憲團(tuán)體，共同赴京請愿，敦促召開國會，7月12日，“國會期成會”正式舉行成立大會，目標(biāo)是速開國會，拉開了晚清國會請愿運動的大幕。浙江的運動就是在湯壽潛直接促動下開展起來的。借助辦鐵路贏得的社會聲望，在推動立憲運動中，他起到了旁人難以起到的作用。這年6月，他在上海電促浙江各團(tuán)體行動起來，8月10日推出代表，會上通過了由他執(zhí)筆起草的《代擬浙人國會請愿書》，再次闡述了他的立憲思想，其中指出：“汲汲需開國會以便人民實地練習(xí)，得以增長其智力?！彼J(rèn)為，國民程度不是實行立憲、民權(quán)的必要前提，而是同一進(jìn)程的兩個方面，可以讓人民在實踐中提高自己的水平，議員應(yīng)是“有才能者，有學(xué)識者，多額納稅者”，要給予“天下通才參政的機會”。這些思路即便今天讀來還能引起我們的共鳴。

這份請愿書由前禮部侍郎朱祖謀領(lǐng)銜，8千人簽名，包括了不少旗人，還有500多名天主教徒。8月20日，由三名代表到都察院遞，呼吁“國會迅速成立”。此次國會請愿有18省參與，8個立憲團(tuán)體還有留學(xué)生、海外華僑，簽名人數(shù)可查的達(dá)15萬人，各省人民集體向朝廷要權(quán)利，“極千古未有之奇觀”。清廷的回應(yīng)是查禁“政聞社”，公布“欽定憲法大綱”，宣布九年立憲，一年內(nèi)各省先成立咨議局，再成立資政院。在接下來的咨議局議員選舉中，各地立憲派的代表人物紛紛當(dāng)選。

1909年3月，湯壽潛在杭州發(fā)起“自治籌備處”，受他影響，商業(yè)繁榮的湖州南潯小鎮(zhèn)也成立了自治局。1910年，在立憲派的推動下，以各省咨議局為中心，接連掀起了幾波國會請愿浪潮。先是1909年10月，張謇決定出面聯(lián)合各省咨議局要求召開國會。11月，湯壽潛在杭州與張謇會面，他同意張的意見。當(dāng)月28日，他給朝廷上了一份《為國勢危迫敬陳存亡大計》，提出治標(biāo)之策4條：提早開國會、急籌公債、聯(lián)盟美國以分日本之勢、銳意斷發(fā)以易短便之服。同時有治本之策4條：注重典學(xué)，以培植經(jīng)國的基本；事必獨斷，要有真正負(fù)責(zé)任的內(nèi)閣；統(tǒng)籌財政，以解燃眉之急；議決幣制，以定國幣之價。1910年，他到廣州等地活動，發(fā)起集資自辦東南鐵路，上?！稌r報》4月25日發(fā)表了他在廣東向各界呼吁“請開國會”的演講全文。1910年1月21日，王公大臣在請愿代表見面時，慶親王向代表問及湯壽潛、張謇對此事的意見如何。各代表回答，湯、張都極力主張。這次對話，上海的《申報》有詳細(xì)報道?？梢娝麄儫o論在民間還是在朝廷，都有著不容忽視的分量。