1890年代から1900年代（明治30から40年代）にかけて、日本興業鉄道（小石川下富坂町 - 高崎間）・京越鉄道（池袋 - 川越間）（ともに未成線）など、川越の周辺で数多くの鉄道が企図・発起されたが、申請却下や免許失効などで実現を見なかった。日本興業鉄道の発起人には、後に東上鉄道の発起人になる内田三左衛門や千家尊賀が名を連ねていた。内田の出地は川越の豪商。千家の出地は出雲大社の宮司の家柄で兄千家尊福が貴族院に4回当選し、埼玉、静岡、東京府知事（官選）を歴任、1906年（明治39年）に第一次西園寺内閣の司法大臣に推されている。一方京越鉄道の発起人には川越電気鉄道創業者の綾部利右衛門や新河岸川・福岡運河（現・ふじみ野市）の回漕店福田屋の星野仙蔵らが名を連ねていた。星野は川越商業銀行取締役や黒須銀行を経て1904年（明治37年）に衆議院議員に当選し、この時同じく当選した初代根津嘉一郎から東上鉄道の計画を聞き、協力を惜しまなかった。東上鉄道創業当初は監査役に就任したようである。日本興業鉄道計画が絶たれた後、千家尊賀と内田三左衛門ほか数名は新たに東上鉄道を発起した。1903年（明治36年）12月23日、逓信省にて東上鉄道の仮免許申請書を提出した。途中出資者が集まらず、紆余屈折を経て、後に東武鉄道社長となった根津嘉一郎に会社創立を託すことになった。後述の通り、発起人たちは東京から新潟県長岡へ至る建設構想を有していたが、当面の終点目標（仮免許申請区間終点）である渋川町が属する群馬県の旧国名が上野国であり、古くから「上州」と呼び習わされていたことに基づき、会社名は”東京”と”上州”それぞれの頭文字を取って「東上」とした。東上鉄道は1908年（明治41年）10月6日、東京府北豊島郡巣鴨町字氷川（現・東京都豊島区巣鴨） - 埼玉県入間郡川越町（現・埼玉県川越市） - 比企郡松山町（現・埼玉県東松山市） - 児玉郡児玉町（現・埼玉県本庄市）および群馬県高崎市を経て群馬県群馬郡渋川町（現・群馬県渋川市）に至る鉄道の敷設仮免許を受けた。ついで1911年（明治44年）11月11日に東上鉄道創立総会が開かれ、取締役社長に根津嘉一郎が就き、本社を東京府東京市本所区小梅瓦町（現: 東京都墨田区押上一丁目）の東武鉄道本社に置いた。資本金は450万円。実際の東上鉄道本社は川越に置かれたが、根津嘉一郎が東上鉄道の経営に乗り出すと、本社登記地のみ押上の東武鉄道本社に変更された。
1902年（明治35年）、胃腸病のため逗子に静養。吉田賢龍の紹介によって知った芸妓伊藤すずが台所を手伝いにくる。翌1903年（明治36年）1月、二人は牛込神楽坂に転居し同棲をはじめる。4月、同棲が紅葉に知られ叱責を受け別離するが、秘密裏に交際は続けていた。10月30日にはその紅葉が急逝し、衝撃を受ける。鏡花は硯友社同人とともに紅葉の葬儀を取り仕切った。11月、『国民新聞』に「風流線」を連載し始める。1904年（明治37年）、『紅雪録』正続。1905年（明治38年）は2月20日に祖母を喪い、自身も胃腸病悪化の為7月より3年前にも静養した逗子に転居した一方で、執筆意欲は止まらず「銀短冊」（文芸倶楽部）や「瓔珞品」（新小説）を連載。1906年（明治39年）、「春昼」（同前）発表。翌1907年（明治40年）1月、やまと新聞において「婦系図」の連載開始。1908年（明治41年）、『草迷宮』を春陽堂より刊行。1909年（明治42年）、2月に逗子から麹町（土手三番町）に転居、東京に戻る。「白鷺」（東京朝日新聞）。1910年（明治43年）、「歌行燈」（新小説）、「三味線堀」（三田文学）。「三味線堀」掲載にあたっては鏡花を評価していた永井荷風の好意を受ける。この年から『袖珍本鏡花集』（五巻）の発行が始まり、すでにその文名は確立。人気作家の一人となっていた。5月には終生の住まいとなった麹町下六番町に転居。1911年（明治44年）、『銀鈴集』を隆文館より刊行。1912年（大正元年）、「三人の盲の話」（中央公論）、1913年（大正2年）、「印度更紗」（同前）。大正期には戯曲にも志を持ち、「夜叉ヶ池」（演芸倶楽部）、「海神別荘」（中央公論）を発表。1914年（大正3年）、『日本橋』を千章館より刊行し、ここではじめて装画の小村雪岱とのコンビを組む。1915年（大正4年）、「夕顔」（三田文学）。『鏡花選集』と『遊里集』を春陽堂より刊行。1916年（大正5年）、『萩薄内証話』。1917年（大正6年）、「天守物語」（新小説）。1919年（大正8年）、「由縁の女」を『婦人画報』に連載開始。1920年（大正9年）1月、「伯爵の釵」（『婦女界』）。このころ映画に興味を持ち、谷崎潤一郎や芥川龍之介と相知る。1922年（大正11年）、「身延の鶯」を東京日日新聞に連載開始。同年、『露宿』『十六夜』。1923年、関東大震災で被災、すずと共に二日間、四谷見附付近の公園で過ごした。1924年（大正13年）、「眉かくしの霊」（苦楽）。