1911年10月武昌起義時，孫中山遠在美國科羅拉多州（Colorado）的丹佛城（Denver）。當他得悉勝利的消息後，決定先從外交方面着手，爭取列強和四國銀行團的支持，並切斷西方給予清政府的借款。故此孫中山沒有立即回國，而是到英、法等國進行活動。不過，當時國內形勢迫切需要建立革命的中央政府，以便協調紛紛獨立的各省，推翻清政府。11月上、中旬，湖北軍政府和蘇（江蘇）、浙（浙江）、滬（上海）都督已經分別發電給各個獨立省份，提出各派代表共同商議組織全國性的臨時政府。12月初，各省代表會議通過了《臨時政府組織大綱》，決定以南京為首都。但是，由於在臨時政府主要領導人的推選上存着分歧，以致中央政府未能成立。在這個關鍵時刻，孫中山經香港於12月25日返抵上海。四天後，各省代表會議選舉孫中山為首任臨時大總統。1912年元旦，孫中山在南京宣誓就職，宣告中國歷史上第一個共和國誕生，主持成立了臨時政府，從而揭開了中國近代史的新一頁。

南京臨時政府成立後，面臨着極大的困難。在難以有所作為的情況下，孫中山和他主持的臨時政府在短短的三個月間，還是完成了大量的工作：頒佈了一系列廢除封建陋習、樹立民主新風、建立社會新秩序、推動經濟和教育事業發展的法令。這些措施，具有劃時代的啟蒙作用，對後來中國的發展有深遠的影響。此外，南京臨時政府還組織了北伐戰爭，並與袁世凱談判，最後成功迫使清帝退位，結束了綿延二千餘年的帝制。

其間，孫中山主持制定了《中華民國臨時約法》。該約法由臨時參議院於1912年3月8日通過。這部等同於憲法的大法，無疑是中國歷史上第一部否定專制主義、採納民主精神的重要法律文獻。它明確規定了「中華民國之主權，屬於國民全體」，體現了共和制度的精神。此外，還詳細規定中華民國實行立法、行政、司法三權分立的政治體制。正如孫中山稱道，這是「我國有史以來所未有之變局，吾民破天荒之創舉也。」

然而新的問題也在暗中醞釀，孫中山宣誓就任臨時大總統，可是並沒有得到西方列強的支持。西方列強同國內的舊勢力一致支持集官僚、政客和軍閥於一身的袁世凱，企圖借助這個「強有力的人」終止革命，恢復舊有秩序。另一方面，革命黨人在這重要時刻不但未能加強領導，反而渙散分化；同盟會改組為國民黨，削弱了原有的革命精神。因此，臨時政府在處理政治、經濟和軍事上都極為困難。在這種情勢下，孫中山在清帝退位的同時宣佈「薦袁以自代」，決定讓位給袁世凱。孫中山的辭職，意味着辛亥革命走向低潮，而反袁的二次革命只是強弩之末。孫中山再次流亡日本，與戰友重新策劃革命。嚴峻的史實表明共和之路是十分曲折的。