与此同时，日本政府建议中日合办凤凰山铁矿，中日各投资二千五百万万元，中国资本可以由日本代垫，并提出在浦口建立钢铁厂，聘用日本技师，以陆宗舆为督办。
这个消息首先由北京的英文《京报》登出来，段派军警逮捕了《京报》主笔陈友仁，接着把《京报》查封。
这一来，便成了一件中外轩然大波的事件，各方遍传：“中国军械将由日本管理，所有各省兵工厂、煤铁矿亦由日本控制。”
于是全国人民和各种团体，一致反对军械借款和凤凰山采矿合同，要求段内阁宣布真相。同时美国公使抗议中日军械借款，亦要求公布凤凰山采矿合同，英国公使则认为长江流域是英国势力范围，不能容许日本染指。
段认为这个秘密条约是总统府方面故意泄漏的，同时坚信冯国璋有意推波助澜，纵恿反对。
因为就在此时，江苏督军李纯在南京召集了秘密军事会议，会议结果，不但提出了取消军械借款的要求，还提出了改组内阁的要求。
他们认为内阁中有亲日分子，所以需要改组。
不止是江苏督军李纯在反对，直系的其他督军如：江西督军陈光远、湖北督军王占元都电请政府明白表示。
十月二十八日，段内阁和日本方面拟订了凤凰山开矿草约。
李纯又来一电，指出凤凰山是江苏辖境，事关地方问题，应先征求地方当局意见才能签约。语气中含有即使内阁签订开矿条约，他也不会允许日本人前来开采铁矿。
段祺瑞惯于我行我素，对所有反对声音不理不睬。
凤凰山开矿合同签定要由农商总长批准和签字。可是张国淦竟拒绝签字。
十一月一日，日本驻华公使林权助亲自到农商部威胁张签字。
张问林权助是代表日本商人，还是代表日本政府？他说：“如果是代表贵国商人，则当按照我们中国的矿业条例办理。如果是代表贵国政府，这里是农商部，我和阁下没有谈话的地位，请阁下到我国外交部接洽。”
林权助被张说得哑口无言，又不好意思翻脸，只好退出。
隔不久又来访张，换了一副和善的面孔，建议依照日本钢铁业由军部管理的成例，将此案移陆军部办理。
张答复说：“这是我国内政，不劳阁下操心。”
段祺瑞怕事情闹僵，派孙润字以一百二十万元向张行贿，贿款最后增至二百万元，均被拒绝。
国务院秘书涂凤书也奉派前来，劝张以考察各省农会为名离开北京，由代理部务的次长代签铁矿合同，张也拒绝。
段又采取以前对付内务总长孙洪伊的办法，劝张外调省长，以免身当其冲，张也不肯。张平日为人随和，可是这次却非常坚决。
段最后派亲信曾毓隽访张，说了许多好话，请张帮忙，张说：“不签字就是帮总理的忙！”
段祺瑞一方面受到直系和诸多方面的反对和限制，另一方面，湖南情势又发生突变，他无路可走，只能是辞职一途了。
当他辞呈尚未提出时，江苏督军李纯又来电建议总理不兼陆军总长、解散临时参议院、派唐绍仪为北方议和总代表、迅速召开南北和议。
十一月十六日段被迫提出辞呈，同时发出“正密”电报严正指出北洋派团结的必要，以及自己不得不辞职的苦衷。
电云：“祺瑞自五月罢职以后，久已厌绝人事，闭门谢客，国变再出，大违初衷。就任以来，赖诸君子群策群力，共济艰难，私冀发挥我北洋同袍之实力，统一国家，奠宁宇内，庶几人民得以安堵，法治乃能设施。此次西南之役，……迭经阁议，询谋无间，既非私心自用，又非黩武佳兵，耿耿此心，可对同志。（指北洋同志）……乃奸人煽惑，军无斗志，删日王汝贤、范国璋等通电传来，阅之痛惜。
“不意我同袍中，竞有此不顾大局之人，干纪祸国，至于此极也。……今日中国，盗贼盈途，奸人恣肆，纲纪日夷，习俗日敝，所谓护法护国，有名无实，徒供欺诈者诪张为幻之具。……环顾国内，惟有我北方军人实力，可以护法护国。果能一心同德，何国不成，何力不就。辛亥癸丑之间，我北方军人，人数不及今日三之一，地利不及今日三之一，所以能统一国家者，心志一而是非明也。
“近来南方党徒，亦知我北方军人，宗旨正大，根底盘深，非彼西南势力所能兼并，乃别出阴谋，一曰利用，二曰离间，三曰诱饵，昌言反对者，固为彼所深仇，即与之周旋，亦是佯为结好；无非启我阋墙之争，收彼渔人之利，始以北方攻北方，继以南方攻北方，终至于灭国亡种而后快。王汝贤为虎作伥，饮鸩而甘，抚今追昔，能无愤慨，湘省之事，非无收拾之法，我不忍使北方攻北方，以自抉藩篱，落彼陷井也。王汝贤等不明大义，原不足惜，我不忍以王汝贤之故，致今同室操戈，嫌怨日积，实力一破，团结无方，影响及于国家也。我北方军人分裂，即中国分裂之先声，我北方实力消亡，即中国消亡之朕兆。
“祺瑞爱国家，不计权力，久荷诸君子深知，为国家计，当先为北方实力计，舍祺瑞辞职之外，别无可以保全之法，决计远引，已于昨日呈中乞休，既非负气而去，又非畏难苟安，大势所趋，宜观久远，倘能达我愚诚，北方实力得以巩固，艰难时局，得以挽回，则祺瑞今日之辞职，实为万不可缓之举。……自北以往，伏愿诸君子……时时以北方实力，即国家实力为念，团结坚固，勿堕彼辈阴谋之中，以维持国家于不敝，此祺瑞鳃鳃愚衷所祷祈以求者也。临别之赠，幸审存之。段祺瑞。铣印。”