Ministern för gemenskaperna, Sajid Javid, har sagt till regionens rådsledare att tiden för att genomföra ett devolutionsavtal håller på att ta slut.
Val till direktvalda borgmästare ska hållas i ett antal områden i England i maj 2017.
Men kritiker säger att planen inte kommer att ge de utlovade fördelarna.
I ett brev till de råd som utgör North East Combined Authority, och som BBC har sett, sade Javid: "Jag bekräftar på nytt regeringens åtagande att genomföra den nordöstliga devolutionsöverenskommelsen fullt ut.
"[Men] utan en vald borgmästare kan affären inte gå framåt.
"Det finns en betydande risk nu att vi kommer att få ont om tid för att genomföra affären om du inte publicerar din styrning översyn och schema, och gå vidare med samrådet omedelbart."
Affären är en del av regeringens program Northern Powerhouse för att hjälpa städer i norr att konkurrera med dem i söder om investeringar.
Rådsledare från Labour-ledda Durham County Council, Gateshead, Newcastle, North Tyneside, Northumberland, South Tyneside och Sunderland träffades tidigare för att diskutera vägen framåt, men det är förstått att splittring kvarstår.
Gateshead har tidigare röstat emot avtalet. Teesside har sina egna planer för en vald borgmästare.
Genomförandet av planen skulle innebära att regionen får 30 miljoner pund i statligt stöd för de kommande 30 åren samt nya befogenheter när det gäller transport, kompetens och utbildning.
Nick Forbes, ledare för Newcastle City Council, sade: " Andra delar av England som Manchester, Birmingham och Liverpool kommer att fortsätta framåt, och om vi inte kommer vid sidan av min rädsla kommer nordost att förbises och utelämnas.
"Det finns en stor chans att vår regions ekonomi kommer att lida."
Union Unison är bland motståndarna till planen.
Regionalsekreterare Clare Williams sade: " Att ha en person som representerar Berwick nere vid Barnard Castle kan inte vara bra för demokratin.
"Vi har lokala råd som väljs av sina samhällen, så vi är emot att få höra av denna regering att vi måste ha en vald borgmästare."
North East riskerar att förlora 900 miljoner pund av investeringar på grund av förseningar godkännande planer för en direkt vald borgmästare, regeringen har varnat.