就在他万分失望之际，黑龙会的内田良平找到了他。内田良平最初找到明石正毅的原因，只是想让他帮助孙文搜集满清政府的情报。早期的孙文提倡狭隘的“民族建国主义”及由此产生的在十八行省建立汉族国家的革命建国思想，把满蒙置于可有可无之地。加之孙文长期漂泊海外，对清代直隶、山东、山西、陕西等省汉族人口向东三省、内蒙、新疆等地大规模移民，形成了广阔的民族杂居区的重大变化认识不清，对国家和民族分裂可能造成的后果估计不足。因此，孙文积极对日本朝野人士游说，以中国革命后在长城以南建国，满蒙让给日本，作为日本援助中国革命的报酬。
内田良平对孙文的建议很是动心，于是和孙文建立了相当密切的合作关系。1905年7月30日，在黑龙会的斡旋下，各派中国革命组织在东京黑龙会总部共同成立了中国同盟会。中国同盟会成立筹备会就是在东京内田良平家中召开的，会上内田良平正式加入了中国同盟会。要推翻中国清朝政府，不仅需要武力、经费，更需要有详尽的情报，既有专业知识又有热情的明石正毅进入了内田良平的视线。可是，仅凭他们两人的力量还是略显单薄。于是，内田良平和明石正毅又去拜见了当时任陆军总参谋长的儿玉源太郎大将。
儿玉源太郎是满洲日本移民500万的总策划人，在他看来，满洲是日本花了2亿日元战争费用，死了10万人才得到到，中国想收回东北必须流血才行。1906年，儿玉源太郎就建议日本要尽快吞并满洲。但这个建议当时被重臣伊藤博文顶了回去：“满洲不是日本领土，满洲是清国领土这点是不容置疑的”，但这并没有封住儿玉的野心。当儿玉源太郎听了内田良平和明石正毅的来意后，三个人一拍即合，因为怕伊藤博文发现后被制止，三人决定秘密行事。