清政府以三省绅商自筹资金为辞拒绝外国资本只是一种外交手段，实际上盛宣怀、张之洞等人并不相信三省绅商有能力自筹足够的资金。他们真正属意的是美国，他们想将粵汉铁路的承建权交给美国，以三省绅商自筹资金为辞所拒绝的只是英、法、德、俄等国。按照盛宣怀的分析，德国已强占胶州湾，俄国也强租了旅顺，法国对海南岛虎视眈眈，英国或有图扼长江吴淞之谋，结果造成中国的各海口几乎尽为外国人所控制。仅有内地，尚可南北往来。而汉口为各行省南北东西水陆交通的枢纽，若粵汉铁路再被英国人控制，将来北方俄国人控制的铁路南引，南方英国人控制的铁路北上，那么中国的国家安全则不堪设想。基于此，盛宣怀认为无论如何，粤汉铁路的承建权都不能再落到英、法、德、俄等国手中。而三省绅商的集资能力，盛宣怀、张之洞等人也深表怀疑，他们觉得即使三省绅商能够筹集部分资金，也肯定远远不够。为了使粤汉铁路早日建成，必然要利用外国的资本，而美国此时不断宣称保全中国，在中国既无势力范围，也无铁路权益。因此盛宣怀建议，为了以粵汉路保卢汉路，压制比利时以使其在卢汉路上让步，并抵制英、法、德、俄等国的觊觎，能够利用的外国资本就只剩下美国了。

盛宣怀的建议获得清政府的批准。1898年4月2日，清廷谕准粤汉铁路向美国公司借款。14日，督办铁路大臣盛宣怀委托驻美公使伍廷芳为代表与美国华美合兴公司在华盛顿签订了《粤汉铁路借款合同》，约定粤汉铁路分别以汉口、广州为起讫点，借款额为400万英镑，若不够，可以添借，年息5%，以铁路为抵押，借款期限为50年；借款期内铁路由华美合兴公司负责修建与经营。

粤汉铁路承建权最终落入美国人手中，这一结果自然使在中国华南地区具有重要经济利益的英国感到不安。然而为了讨好美国，赢得美国对其在华利益的支持，英国政府也不便在粤汉铁路的承建权问题上与美国人进行竞争。后经两国公使从中斡旋，英国的中英公司与华美合兴公司进行了谈判，并于1898年12月达成协议，第二年2月1日正式签署，约定今后任何一方在中国经办的企业，均邀请对方参加一半的投资，而对方不必承担相应的义务。根据这项约定，华美合兴公司承建的粤汉铁路，允许中英公司参加投资，中英公司承建的广九铁路，允许华美合兴公司参加投资。英美两国公司的约定，或许有助于粤汉铁路的建设，但另一结果却是使清政府原本拒绝英国投资粤汉铁路、防止英国控制中国南北交通大动脉的设想化为泡影。