بیست و چهارم آذر 1286، ناصرالملک رییس‌الوزرا با میانجیگری سفارت انگلیس از زندان آزاد شد و به لندن رفت. ناصرالملک در آذر 1286 از رییس الوزرایی خلع شد. یحیی دولت‌آبادی می‌نویسد: «چون شاه از رییس‌الوزرایی ناصرالملک دلتنگ است و با وجود او اجرای مقاصد خود را مشکل می‌داند، این است که نهایت اصرار را به برهم زدن کابینه و خلع ناصرالملک دارد. ناصرالملک به ملاحظه ملیون با اینکه بی‌نهایت ترسناک است از استعفا دادن هم می‌ترسد. با وجود این یک روز پیش از واقعه، زبانی استعفا داده به دربار نمی‌رود. وزرای دیگر هم از رفتن به حضور شاه خودداری می‌کنند. روز شنبه بعدازظهر شاه آنها را احضار می‌کند. مردد هستند بروند یا نروند، بالاخره طرف عصر مصمم می‌شوند بروند، سببش این است که می‌شنوند حکم شده اگر نیایند جبرا آنها را ببرند؛ ناچار ناصرالملک و مشیرالدوله و موتمن‌الملک با هم به دربار می‌روند.... مقابل اتاق حاجب‌الدوله که می‌رسند به ناصرالملک می‌گویند شما در این اتاق بنشینید. ناصرالملک می‌گوید مرا شاه احضار فرموده‌اند. می‌گویند، بلی ولی، حالا حکم این است که شما در این اتاق بمانید.» مهدی ملک‌زاده ضمن شرح وقایع میدان توپخانه، می‌نویسد: «در همان روز (روز واقعه میدان توپخانه) ناصرالملک رییس‌الوزرا از طرف محمدعلی شاه دستگیر و زندانی شد، وزرا از کار برکنار شدند.» کسروی نیز ضمن اشاره به بحران روابط میان شاه و مشروطه‌خواهان می‌نویسد: «حال به‌این سان پیش می‌رفت، تا روزشنبه بیست‌ودوم آذر ماه (۸ ذیقعده) کابینه ناصرالملک که آشوب را نزدیک دیده از آن دوری می‌خواست، از کار کناره گرفت و چگونگی آن را به شاه آگاهی داد.» او در جای دیگری می‌نویسد که در روز نخست واقعه میدان توپخانه، شاه اعضای هیات دولت را احضار کرد، «ناصرالملک به بهانه ناخوشی از رفتن باز می‌ایستاد، ولی سرانجام ناگزیر گردید و رفت. محمدعلی میرزا به او دشنام‌ها داده و دستور چوب زدن داد. سپس گفت او را در اتاق حاجب‌الدوله باز دارند.» سرانجام او با وساطت سفارت انگلیس آزاد شد و به لندن رفت. او یکی از دشمنان سرسخت محمدعلی شاه محسوب می‌شد و در تمام طول دوران حضور در لندن درصدد براندازی حکومت او بود. هر چه بعد‌ها محمدعلی شاه از او خواست که به ایران بیاید، اما او که از مقاصد شاه اطلاع داشت، به ایران نیامد. پس از خلع محمدعلی شاه و جانشینی احمد شاه ۱۲ ساله، عضدالملک نایب‌السلطنه شد و در این زمان ناصرالملک بعد از سال‌ها به ایران آمد. مدت نیابت سلطنت عضدالملک طولانی نشد و او در شهریور ۱۲۸۹ شمسی در سنین بالا‌تر از ۹۰ سالگی درگذشت. بعد از مرگ عضدالملک، برای جانشینی از طرف قاجاریه نام سه نفر برده می‌شد که عبارت بودند از عبدالصمد میرزا عزالدوله پسر محمدشاه و برادر ناصرالدین شاه، مهدیقلی‌خان مجدالدوله پسردایی و داماد ناصرالدین شاه و بالاخره میرزا احمدخان علاءالدوله داماد عضدالملک. پیشنهاد گروهی دیگر، میرزا حسن‌خان مستوفی‌الممالک بود و البته سردار اسعد بختیاری هم برای قبول چنین پستی بی‌میل نبود. اما در این میان گروهی با محوریت ذکاءالملک فروغی که آن زمان رییس مجلس بود، به تلاش افتادند و زمینه را در مجلس برای انتخاب ناصرالملک فراهم کردند و سرانجام ناصرالملک با اکثریت ضعیفی (۴۰ رأی) در اول مهرماه ۱۲۸۹ به نیابت سلطنت تعیین شد. وقتی این خبر را تلگرافی به وی اطلاع دادند، ناصرالملک برای قبول چنین پستی شرایطی سنگین قائل شد که از جمله ماهیانه یکصد هزار ریال حقوق بود که مورد پذیرش واقع شد. بدین‌ترتیب ناصرالملک به مدت حدود 4 سال نایب‌السلطنه ایران ماند و گاهی در لندن و زمانی در تهران به امور رسیدگی می‌کرد.
