清末，清政府面对纷至沓来的内忧外患，朝廷上下纷纷寻找解决的途径，筹议在边疆地区设立行省、使内地与边疆一体化则成为讨论的焦点。光绪十年（1884），新疆建省，光绪十三年（1887），台湾建省，而光绪三十年（1904）、三十一年（1905）以中国东北为主要战场的日俄战争，使得北部边疆的危机更加严重，在这种形势下，蒙古地区建省也被提到议事日程上来。
早在光绪二十九年（1903）初，湖南巡抚赵尔巽在其《通筹本计条陈》中就主张内外蒙应改建行省。后因乌里雅苏台将军、库伦办事大臣、科布多参赞大臣等均表示反对，清廷遂搁置此议。
光绪三十一年（1905）五月，练兵处署军政司副使姚锡光在考察了内蒙古东部卓索图盟喀喇沁旗等地之后，向以军机大臣、庆亲王奕劻和直隶总督兼北洋大臣袁世凯为首的练兵处，呈递了《实边条议以固北圉（yǔ，养马之地）说帖》。他指出：“东、北两边自俄罗斯西伯利亚铁道成而全局一变，自日俄交哄，胜负和战，皆于我有绝大关系，”“而东四盟蒙古适当畿辅、奉、吉腰膂（lǚ，脊骨）之间，此实堂奥之忧，并非边隅之患也，似应极为经营，建设重镇，斯内于京师，有磐石之安，外于奉、吉，有建瓴之势。”在“东蒙地方制置”的方案中，他提出：“应如新疆开设行省成法，将热河、口北两道所辖二府、三厅、六州县，益以迤北境地，画至外蒙古南界止。西循三厅边境，顺山河天然形势，亦北指外蒙古界为西线，别设直隶山北行省，以资控制。直隶山北行省仍兼辖于直隶总督，别设巡抚，”“巡抚应驻赤峰”。在“漠南、北通筹”的方案中，他提出将内蒙古划为东西两省，以口北三厅西界划一直线为界，东边为东省，含承德、朝阳两府共六州县和口北三厅、东四盟蒙古及察哈尔左半；直线以西为西省，含察哈尔都统所辖之察哈尔右半，绥远城将军所辖之土默特蒙古、西二盟蒙古，新设口外各厅，宁夏将军所辖之阿拉善、厄鲁特蒙古。外蒙古分设东、西、北三个省，即车臣、土谢图两部为东省，赛音诺颜、扎萨克图两部为西省，科布多、唐努乌梁海为北省。（姚锡光：《筹蒙刍议》卷上）同年十月，给事中左绍佐上《西北空虚，边备重要，拟请设立行省以固疆圻而弭（mǐ，消除）隐患折》，他强调“欲经营蒙旗，莫先于事权之归一，欲事权归一，莫要于设行省”。他设计的方案是“热河、绥远城，皆列为行省。热河以直隶之承德府及张、多、独三厅隶之；绥远城以丰镇、宁远、（察哈尔）右翼四旗及新设诸厅属之，而隶以乌、伊二盟”。（《东三省蒙务公牍汇编》卷五）十一月，黑龙江将军程德全密奏《时机危迫，亟宜开通各蒙折》，指出“蒙古各盟世为北边屏蔽，承平日久，习于便安。比年时局变迁，亟宜设法经营，以资控制”。清政府将左绍佐和程德全的奏折下政务处复议后，正式转发给直隶、山西督抚，热河、察哈尔都统，要求“体察情形，通盘筹划”。
光绪三十二年（1906）七月，清廷颁布“预备立宪”上谕，开始了全国新政的第二阶段。九月，改理藩院为部，并调整了理藩院的机构设置和职能。光绪三十三年（1907）初，两广总督岑春煊上《统筹西北全局，酌拟变通办法，以兴本利而固边卫折》，其后不久又续奏《各边拟设民官、亟应变通旧例折》。岑春煊在两折及附片中提出“请将沿边各都统、将军、大臣均改名巡抚，加兼陆军部侍郎衔”，并具体建议先于内蒙古地区改设热河、察哈尔、绥远三个行省。四月，清廷谕令将岑春煊前一奏折并附片“均著钞给”徐世昌、袁世凯、升允、赵尔巽、锡良、唐绍仪、程德全、贻谷、廷杰等有关各省督抚及各路将军、大臣加以讨论。五月，又将岑春煊续奏并附以原左绍佐奏议批给徐世昌等督抚、疆臣“阅看”，谕令连同岑春煊前奏“一并妥议具奏”。于是，陆续有热河都统廷杰、察哈尔都统诚勋、绥远城将军贻谷及署黑龙江巡抚程德全等就蒙古地区改制建省提出了各自的建议和方案。
宣统元年（1909）六月，署归化城副都统三多上奏清廷，“拟请将蒙地更建四部：以东四盟为一部，而设治所于洮南；西二盟为一部，察哈尔、土默特并套西之阿拉善附焉，而设治所于绥远；土谢图、车臣为一部，而设治所于库伦；三音诺颜、扎萨克图为一部，科布多、塔尔巴哈台并额济纳之土尔扈特附焉，而设治所于乌里雅苏台”。（《宣统政纪》卷16）内阁中书章启槐也“拟请仍将蒙古划为四部”。清廷以“费巨事繁，难以猝举”为由，否定了将蒙古分建四部的意见，而赞成将内外蒙改建行省。后来清廷又采纳程德全、贻谷等人提出的“注重漠南，以期渐进”的建议，暂缓在外蒙古设立行省，着重筹划在内蒙古设立热河、察哈尔、绥远三个行省。
设省议论出现后，引起了蒙古王公的疑虑与不安，外蒙古上层反应尤为强烈。故而乌里雅苏台将军连顺，库伦办事大臣丰升阿、延祉，科布多参赞大臣瑞洵等先后上奏清廷反对在外蒙古设省。归纳起来，主要有以下几个方面的理由：
1、外蒙古之情形不仅与腹地各省迥异，与东三省、新疆以及内蒙古各部亦大相悬殊。东三省沃野腴壤，市镇早已星罗棋布，故各将军根据时势，请设郡县经营之，而外蒙古平沙广漠，一望无垠，数千里之地只有库伦因是哲布尊丹巴的居所之故，庙宇商铺渐多，但近来俄罗斯商人日渐增多，利已外溢，故内地民人贸易渐已萧条。另外，即便有可垦之地，但气候寒冷，只五、六、七月适合庄稼生长，往往霜早歉收，加之水利无常，蒙古人又安于游牧，迁徙无定，不识耕种。因此，若设官垦荒，无民可治、无地可久，实难与东三省人稠产饶相提并论。新疆则天气和暖，左宗棠平定新疆后，恐当地再起事端，遂奏请改设行省，安插汉民。而蒙古王公与新疆贵族不同，自隶清朝以来，其性多逊顺恭恪，又因土地贫瘠，汉民只是来进行贸易，从无携眷联姻、渐成土著之处。若各蒙古王公尽心治理，自然措置裕如，所以毋庸增官筑邑。再则内蒙古各部系处近边，蒙汉日久相习，风俗渐染，但即便如此，蒙古民众亦未尝喜事耕耘，垦务推广不易。若把外蒙古按照内蒙古的模式办理，恐怕蒙古民众惊为奇异，立见纷扰，于边局不利。2、蒙、汉语言隔阂，蒙古部落不通晓汉文语言，若设民官，传宣号令全凭通事翻译，如有案件审理，先已不能自理，全由通事做主，曲直不能自明。3、外蒙古广袤万里，设官必有各类差役，需费浩繁，筹之非易。且各类差役积惯作弊，无不精于勒索，恐激生他变。4、蒙古向设正副盟长、总管等官管理各旗事务，若削其权，设民官，恐蒙古王公疑惧。5、外蒙古与俄国为邻，为防范计，应坚壁清野，更遑论设村开垦。6、若移垦设置，亦有碍蒙古民众之生计。
清政府在蒙古设省的计划虽因种种原因最终未能实现，但却一直在逐步进行府厅州县的增设。1902年，清政府在养息牧厂设立彰武县治，并设辽源州。1903年，将朝阳升为府治，并于卓索图盟境内新设阜新、建平二县。1904年，在科尔沁右翼各旗新垦地区设立靖安、开通、安广(1905年)等县，后来又增设醴泉(今突泉)、镇东二县，统隶于新设洮南府。1904-1906年，在黑龙江将军所辖扎赉特、后郭尔罗斯、杜尔伯特三旗垦地设立大赉、肇州、安达诸厅。1908年，赤峰县升为州，新设林西县和开鲁县隶之。同年，设立呼伦兵备道，并于海拉尔设呼伦厅、满洲里设胪滨府。1909年，又在奉天省昌图府、洮南府、辽源州之上设立洮昌分巡兵备道(驻辽源州)，在吉林省设立西南路分巡兵备道(驻长春)。在内蒙古西部，贻谷督垦期间于1903年新设了五原、陶林、武川、兴和四厅，又于1907年增设了东胜厅。（《蒙古民族通史》第五卷（上），第148-149页）
正是由于清末大规模地筹议蒙古建省，才使得清亡后不久，就在内蒙古地区顺利地建立了察哈尔、热河、绥远等省。这为中央加强对边疆的管理起到了重要作用。
