川岛见袁世凯做大已成定势，刺杀又屡屡不得手，而北京中的满清权贵此时已经开始纷纷外逃，唯恐袁世凯迫害他们，于是他决定实施“满蒙独立运动”。
在川岛的计划中，肃亲王将先去旅顺，然后再由蒙古王公喀喇沁王爷贡桑诺尔布等诸蒙古王公共同举兵拥立肃亲王，成立“满蒙王国”。贡桑诺尔布是肃亲王的妹婿，且早有分裂之心，在辛亥革命之前就曾对川岛说：“从前，蒙古不是中国的一部分，仅仅是奉清朝的正朔而来，与中国整个国家没有什么关系。况且现在清朝将亡，蒙古当然要脱离中国而独立。但因蒙古没有实力，独立必须依靠日本的援助才能得以实现。”因而，在川岛计划满蒙独立运动的时候，喀喇沁王也联合在京的宾图王、敖汉贝子巴林王、达尔汗熙王熙贝勒（喀喇沁中旗）、乔罗克王等蒙古王公组成同盟，决定共同推举善耆，竖起“勤王之军”的旗号。川岛当然也将这一情况完整地汇报给日本陆军参谋本部，随后召集在北京的支持他的日军军官，在朴园召开秘密会议。朴园原本是清廷内务大臣师曾的一个别墅，川岛看中这里高墙深院，不惜重金买下，主要用来训练日本特工。参加这次会议的有高山公通、多贺宗之、松井清助、木村直人、薄益三等军官和浪人，还有中国土匪左宪章等人。这次会议的结果是制定了一个秘密举事计划：
一、由松井清助大尉伴送喀喇沁王秘密离开北京赴内蒙，与有势力的蒙古人相约，招募若干兵员，赴满洲接受武器，并将这批武器护送至喀喇沁、巴林两府；
二、由木村直人大尉伴送巴林王秘密离开北京，赴巴林招募兵员进行训练；
三、由多贺宗之少佐负责筹集武器，在满洲交给松井，一旦回到北京，立刻赴喀喇沁王府，武器一到，立即配给“蒙古义军”举事。
1912年1月29日，川岛代表日本与喀喇沁王签订了蒙古独立的秘密协议，全文如下：
一、保卫蒙古的利益，图存大清皇位，将内蒙联合为一强固之团体；
二、团体必须设立统一内蒙古之机构，以掌握一切文武要政；
三、川岛速浪希望喀喇沁王为该机构之首脑，竭尽全力以期成功；
四、为达此目的，先由喀喇沁王族内整顿优势兵力，逐渐与各王公合作，组织团体；
五、为创办此事所需之武器、军费及必要的日本人员的相应契约，均有川岛速浪负责筹划；
六、喀喇沁王以川岛速浪为总顾问，参与策划一切文武事宜；
七、所用要员俱受川岛监督，服从喀喇沁王的节制，将此定为重要纪律；
八、内蒙古团体成立后，倘受他国之侵犯而难以自立，必须向日本帝国请求援助；
九、内蒙古团体必须和日本帝国保持特别之友谊，以维护大局，保护日本人的实业计划，以期两利；
十、内蒙古团体对俄外交事务，必须同日本政府秘密协商处理，未经商定，不得随意签订条约。
随后，川岛又与内蒙古东部地区的各王公相继签订密约，喀喇沁王同时以卓索图盟5个旗境内的全部矿山作为抵押，向日本借款20万日元；军事上，日本首先提供给3万发子弹；巴林王也以境内全部矿山为抵押，向日本借款1万日元；另外，昭乌达盟、敖汉旗等11个旗也分别与川岛签订类似密约。在完成一系列密约准备后，川岛随即向日本陆军参谋本部汇报，并要求支付5万日元。
次日晚，喀喇沁王就派了两辆马车，到高山公通处取了3万发子弹，然后就在松井清助的护送下离开北京。
当川岛已经取得实质性的进展后，日本内阁也认为到了该支持川岛行动的时候了，于是外相内田康哉向伊集院彦吉发出密电，指示说：“帝国政府鉴于内蒙古东部与南满洲之间具有密切联系，若能在该地区建立某种利权关系，在必要时可能对我国有利。”10天后，内田康哉再电说：“经审议，认为在必要时以大仓洋行名义签订合同，贷与25万元左右，尚属可行”。后来，内田担心贷款过多风险有些大，于是将贷款数额缩减为15万日元，最后实贷11万。
在蒙古王公离开北京后，也必须尽快安排肃亲王离京。
川岛立即与日军驻北京守备队长菊池武夫、日本驻华公使馆武官高山公通大佐进行了商议，得到日本军方的支持。待一切准备停当后，川岛向日本陆军参谋本部致电：“肃亲王化名金晏怡，将于2月2日由北京出发，前往旅顺。”同时请求参谋本部支付经费5万元。
2月2日晚，肃亲王轻装简行，乘坐一辆豪华马车离开了王府，然后来到一家民宅，日本军官高山大佐以及日本浪人田锅、木泽等人在此迎候。随后，肃亲王换上便装，又登上一辆普通马车直奔火车站。随后，肃亲王与化妆为苦力、商人的日本兵一起登上一个三等车厢，开往旅顺。当日深夜，川岛密电日本陆军参谋本部，告知“肃亲王已于午后7时20分平安离京”。但火车抵达山海关时却因为铁路被炸断不得不从秦皇岛转乘日本轮船“渤海丸”号前往旅顺。
当袁世凯得知肃亲王已经逃离北京后勃然大怒，立即命令军队包围了肃王府。肃王福晋于深夜派一家奴前往川岛住处，请求其保护肃王家眷。川岛当即让妻子随同前来的家奴一起返回肃王府，陪伴肃王福晋。次日，川岛立即请求日本驻北京守备队派兵干涉。袁世凯知道川岛的背景是日本陆军参谋本部，因此他虽然曾通过日本驻华公使伊集院要求日本不要干涉此事，但也明白川岛为人强硬，唯恐事态扩大，因此最后还是撤兵了事。随后，2月12日，肃亲王家眷60余人在川岛的帮助下乘火车来到秦皇岛，再乘坐日本军舰“千代田”号抵达旅顺。
川岛完成在北京的谋划后也立即前往东北，因为这么重大的行动还必须要得到一个人的支持，那就是东北王张作霖。
当时，任东北三省总督的是赵尔巽，不过手握重兵的是张作霖，此时，赵尔巽与张作霖的矛盾正趋激烈，当日本间谍町野武马告知张作霖，日本将支持满蒙独立运动，并就此询问张的态度，张回答说：“肃亲王将要来奉天，如果袁世凯能撤换奉天将军赵尔巽的话，本人将拥戴肃亲王归依日本国，但到时必须向世界表明，此举并非由于日本国的强迫。”