ב-8 בספטמבר שיגר סמואל מברק לצ'רצ'יל, שבסופו הציע דרישה חדשה לאישור הזיכיון: הסכמת המשלחת הערבית. כדי לסלק את המכשול שהציב סמואל, הסכים רוטנברג לוותר על שלוש דרישותיו שלו ולדחות את החתימה על שלושת הנספחים: חשמול מסילת הברזל, התחייבות הממשלה לקנות כמות קבועה של חשמל, והחכרת 50,000 דונם מאדמות המדינה. ג'ון שאקבורו, מנהל מחלקת המזרח התיכון, דחה את דרישתו של סמואל, בטענה כי המשלחת הערבית אינה באמת מייצגת את ערביי ארץ ישראל וכי ממילא אין ביכולתה, כגוף, להסכים לתמיכה במפעל, ועמדתו קיבלה את אישורו של צ'רצ'יל. ואכן ב-17 בספטמבר התקבלה תגובתו הרשמית של חוסייני להצעת רוטנברג: "אנו מצטערים על כי אין ביכולתנו להביע את השקפותינו בעניינך, קודם שתיקבע סופית מדיניות הממשלה בפלשתינה. עם־זאת עלינו לציין כי בני עמנו לא יראו כחוקי כל זיכיון, אם לא יובא קודם־לכן לאישור כל האוכלוסייה של פלשתינה... דבר לא גורם לנו אושר כה רב, כמו מפעלים התורמים לרווחתה ולעושרה של פלשתינה, אך אנו משוכנעים כי ראוי לתת לנו הזדמנות ליטול על עצמנו מפעלי פיתוח אלה".
אלא שיום קודם לכן, הציע סמואל שרוטנברג יצהיר כי הוצאתם לפועל של מפעליו תותנה בהסכמת הערבים, בנספח נפרד וסודי, וכדי להניח את דעתו, ניסח רוטנברג את הצהרתו במכתב קצר למשרד המושבות: "בדבר התנגדות מקומית אפשרית שתתגלה בארץ־ישראל ביחס למפעלי, או לפרטים כלשהם בו, אבקש להבהיר כי אם אכן תהיה התנגדות אמיתית, יהיה זה בלתי־אפשרי מבחינתי לאסוף את ההון הדרוש להוצאתו לפועל, ולפיכך במקרה זה אצטרך לנטוש את תוכניתי, או לחלופין, לשנות את תנאיה וסעיפיה כדי שתעלה בקנה אחד עם תביעותיה של ההתנגדות המקומית". ב-21 בספטמבר הודיע צ'רצ'יל לסמואל כי הוא רואה במכתב תשובה מספקת והורה לסוכני הכתר לחתום על שני ההסכמים.
רוטנברג האמין בכוחו של האינטרס המשקי והקיומי המשותף של הערבים והיהודים בארץ ישראל לטשטש את הניגודים הלאומיים ביניהם, והחזיק בהשקפה זו בכל שנות פעילותו בארץ ישראל.
חתימה על הסכם הזיכיון.
ב-21 בספטמבר 1921 נחתם בלונדון הסכם הזיכיון לניצול המים של ארץ ישראל לייצור חשמל ואספקתו. אושרו שני זיכיונות: בזיכיון הראשון התחייב רוטנברג להקים בתוך שנתיים חברה בהון יסוד של 100,000 ליש"ט, שתספק חשמל לאזור השרון באמצעות מי הירקון ("תוכנית עוג'ה") ותחל בהכנות לניצול מימיו להשקיה. הזיכיון השני היה גדול יותר, ורוטנברג התחייב בו להקים בתוך שנתיים חברה בהון יסוד של מיליון ליש"ט, שתקים את מפעל הירדן, שנועד לספק חשמל ומים להשקיה לכל חלקי ארץ ישראל ועבר הירדן, מלבד אזור ירושלים, שלגביו כבר היה זיכיון שניתן בתקופת השלטון העות'מאני.
באותו חודש התקיים הקונגרס הציוני ה-12 ורוטנברג ניהל בלונדון בשמם של חיים ויצמן ונחום סוקולוב את השיחות עם משרד המושבות בנושא החוקה המוצעת לארץ ישראל.
בתקופה זו החל רוטנברג לנהל את עבודות הניקוז והכנת תעלות השקיה בעמק יזרעאל.
באוקטובר 1921 קיימה ההנהלה הציונית דיון בזיכיונות והחליטה להשעות העברת כספים לחשבונו של רוטנברג עד שתקבל ממנו מסמכים שנמנע מלהגיש לה בנושא זיכיון הירקון. בחורף 1921–1922, עם התבהרות ההסדרים העסקיים הקשורים בהפעלת הזיכיונות, גבר אי האמון בין רוטנברג ובין הסתדרות הציונית ויושב הראש שלה, ויצמן, שהתנגד להענקת מעמד קובע לרוטנברג בחברה העתידית. היעדר אמצעים פיננסיים מנע את ביסוס מעמדה של ההסתדרות הציונית במפעל הירדן. רוטנברג החליט להרחיב את מעגל המשקיעים ובמרץ 1922 הגיע לארצות הברית כדי לגייס כספים למימוש זיכיונותיו.
בעקבות סערה ציבורית שפרצה בלונדון סביב זיכיונות החשמל והעמידה בספק את מימושם, מיהר לשם רוטנברג כדי להתמודד עם הטענות. בשל נסיעתו הבהולה, נעדר מוועידת ציוני ארצות הברית שהתכנסה בפילדלפיה וב-26 ביוני הוקרא נאומו מעל במת העצרת שלה, בו דרש מכל יהודי ארצות הברית לסייע למפעלו בארץ ישראל.
סערות ציבוריות בבריטניה.
עוד בשלבים הראשונים של עיבוד תוכניות המפעל, ידע רוטנברג כי לקניית ציוד מחוץ לבריטניה תהיינה משמעויות פוליטיות. עמדה בפניו דילמה: היצרנים בבריטניה דרשו מחירים גבוהים, כפולים מאלו שבגרמניה, אולם היענות ללחץ הבריטי הייתה מביאה ביקורת מצד המוסדות היהודים שישתתפו במימון, על בזבוז כספים וייקור מחיר החשמל. רוטנברג דרש אז מוויצמן מסמך המורה לו כיצד לנהוג, אולם ויצמן נמנע מלהשיב על כך. בינתיים אושר זיכיון הירקון, וכדי לזרז את תהליך אספקת החשמל לאזור השרון, מיהר רוטנברג לרכוש שני מנועי דיזל בגרמניה. ויצמן הפנה את שאלתו של רוטנברג אל משרד המושבות וצ'רצ'יל השיב כי לא ייתכן שרוטנברג יקנה ציוד בגרמניה, לאור האבטלה הגוברת בבריטניה ועול המיסים לצורך החזקת כוח צבאי בארץ ישראל "כדי לסייע בהגשמת המדיניות הציונית". אף על פי כן, בנובמבר 1921, בתשובה לשאילתה בבית הנבחרים, אמר נציג משרד המושבות כי הניסיון לכפות על רוטנברג לקנות את הדרוש לו בבריטניה מנוגד לסעיף 18 בכתב המנדט, האוסר בלעדיות בעסקות לבריטניה בפיתוחה של ארץ ישראל.
בעקבות שאילתות שהוצגו בפרלמנט לגבי ההיבטים העסקיים של מפעל החשמל, התרחב הדיון ועסק במדיניות הבית הלאומי היהודי עצמה. דיון זה הפך לסערה ציבורית בבריטניה כשלורד נורת'קליף העמיד את רשת העיתונים שלו כבמה למבקרים התקיפים של הציונות. בראש העיתונים הללו עמד הדיילי מייל, שעשה שימוש לשם כך בעברו ובאישיותו של רוטנברג. ב-25 במאי 1922 נפתחה המתקפה. ה-Evening Standard סיפר לקוראיו כי הרברט סמואל מסרב למסור פרטים על תהליך אישור הזיכיונות וטען כי ניצול משאביה של ארץ ישראל נמסרים לזרים. הדיילי סקץ' טען כי על אף ש"מיליונים מכספי משלם המיסים הבריטי מוזרמים לארץ ישראל", "המונופולין ניתן לרוסי הפועל למען גרמניה" ורוב הרווח הכספי יוזרם אליה. ה-Evening News הדגיש את חלקו של סמואל בקידום המפעל, הזכיר את שמותיהם של אילי הון יהודים המעורבים בתוכנית ויצר את הרושם שמדובר במעין קנוניה יהודית בינלאומית. כמו כן, ציין גם את העובדה שהציוד להקמת המפעל נקנה בגרמניה. למחרת הצטרף גם "הטיימס" לעיסוק ב"פרשת רוטנברג". אנשי הלובי הפרו-ערבי בלונדון הצטרפו למערכה וכינסו מסיבת עיתונאים בבית הנבחרים. הם טענו כי מדיניות בריטניה בארץ ישראל פוגעת בזכויות הערבים והעמידו את מפעל החשמל במרכז ביקורתם, כדוגמה לאפליה זו, הנובעת מתפישת הבית הלאומי היהודי. הרברט סמואל, ששהה באותו זמן בלונדון, כינס בתגובה אספה בבית הנבחרים, בה הציג את מפעל רוטנברג כביטוי מופתי לנכונות היהודים לתרום לפיתוח ארץ ישראל. אלא שהעימות רק החריף ועיתוני נורת'קליף החלו להדגיש מעתה שני היבטים סנסציוניים: עברו ה"מפוקפק" של רוטנברג וקשריו העסקיים עם תעשיינים בגרמניה.
ביוני 1922 נפתח דיון בבית הלורדים. לורד איסלינגטון דרש לתקן את כתב המנדט לפני הגשתו לאישור חבר הלאומים והעמיד במרכז נאומו את "פרשת רוטנברג". הוא טען כי הענקת הזיכיונות לרוטנברג, כלומר להסתדרות הציונית, מגלמת את ההתעלמות מהאינטרסים של תושבי הארץ הערבים. כמו כן, הוא סיפק רשימה ארוכה של ערבים תושבי הארץ ובריטים, שביקשו לקבל זיכיונות לניצול מקורות בארץ ישראל, אך בקשותיהם נדחו. בשם הממשלה השיב הלורד בלפור, שהציג את מפעלו של רוטנברג כפסגת האידיאליזם הציוני, שמשקיע את מרצו והונו בפיתוח לרווחת כל אוכלוסיית ארץ ישראל. אלא שדבריו לא שכנעו את הלורדים, והצעת ההחלטה של איסלינגטון זכתה ברוב גדול. בבית הנבחרים דרש הציר ויליאם ג'וינסון-היקס להקים ועדת בדיקה לפרשת רוטנברג ודיון מקיף במדיניות בריטניה בארץ ישראל. צ'רצ'יל הגן על מדיניות הבית הלאומי ועל מפעליו של רוטנברג, והצעתו של היקס הוסרה ברוב עצום. נאומו של צ'רצ'יל וניצחון הממשלה שינו באופן משמעותי את יחס העיתונות בפרשה.
עוד בשנת 1920, פרצה מחלוקת באשר לזכותה של בריטניה להתנער מזיכיונות שנחתמו בתקופת השלטון העות'מאני בארץ ישראל, כאשר אורפידס מאברומאטיס, יווני שהיה נתין עות'מאני, טען כי הפקדת הזיכיון בידי רוטנברג מנשלת אותו מהזיכיונות שהופקדו בידיו על ידי השלטון הקודם. לאחר שנכשל בניסיונו לאלץ את ממשלת בריטניה לבטל את הזיכיון לרוטנברג, פנה מאברומאטיס לבית הדין הבינלאומי בהאג. אחד מטיעוניו המרכזיים היה כי מסירת הזיכיונות לרוטנברג היא למעשה מסירתם לידי ההסתדרות הציונית, פעולה העומדת בניגוד להתחייבות הבריטית המפורשת שלא לפגוע באינטרסים של האוכלוסייה הלא יהודית בארץ ישראל. בינואר 1925, ערב פתיחת הדיון בהאג, הצהירו ההסתדרות הציונית ורוטנברג בתגובה, כי מפעל החשמל הוא ישות עצמאית בלתי תלויה בהסתדרות הציונית ויש להבחין ביניהן. לאחר הפנייה להאג, ניצלה ממשלת בריטניה עניינים טכניים בכתב הזיכיון והצליחה לנשל את מאברומאטיס מרוב זכויותיו.
חברת החשמל.
ב-29 במרץ 1923 יסד רוטנברג את חברת החשמל לארץ ישראל. ב-10 ביוני 1923 נחנכה תחנת הכוח הראשונה של תל אביב, שהייתה מונעת בדיזלים והייתה גם תחנת הכוח הראשונה בארץ ישראל.
במרוצת 1924 החל לנהל את הקמתן של תחנות דיזל בחיפה ובטבריה.