一九一一年十月十日武昌起義爆發，革命軍三天內佔領武漢三鎮。而此時的孫中山仍在美國為革命軍籌款，直到十月十二日，孫中山才從報紙上獲知勝利的消息，鑒於革命新政權急需大量銀糧支持及外國政府承認的現實，他決定繼續留在歐美尋求支援。一個月後，中國已有十七個省脫離清廷宣告獨立。十一月十日，十七省代表赴南京參加選舉大會，孫中山當選中華民國臨時大總統。一九一二年一日一日，孫中山在南京正式就職，中國拉開了民主共和的新篇章。

      當武昌起義的第一槍響起時，孫中山正在前往美國科羅拉多州丹佛市的途中。十多天前，他在途中接到黃興從香港打來的電報。可是密電碼本隨行李先運送到了丹佛市，孫中山一時無法譯出。直到一九一一年十月十一日晚到了丹佛市，從行李中撿出密電碼本，他才知道革命軍需要匯款應急。此刻，孫中山無法籌得款項。加上當時已是深夜，打算明晨再去復電。

      孫中山用餐時得知武昌起義消息
      一覺醒來後，孫中山在去用餐時翻看報紙，一段電訊赫然寫道：“武昌為革命黨佔領。” 開始，孫中山簡直不敢相信自己的眼睛，待他再看兩遍，便緊緊抓住那張報紙。現在一個重要的問題，需要他馬上回答：是馬上回國指揮戰鬥，還是先在歐美外交？
      孫中山決定暫時還是留在國外，走訪美、英、法三國政府，爭取國際對新政權的支援。他認為，在這關鍵時刻，外交活動是“可以舉足輕重為我成敗存亡所繫者”，於革命成功更有裨益。他決定從紐約去歐洲，先從外交方面做出努力，解決革命黨與西歐各國的關係，然後再回國。
      可西方列強對辛亥革命的態度，並不像孫中山估計的那樣。在赴紐約途中，他看到報上載有“革命軍為奉孫逸仙命令而起者，擬建共和國體，其首任總統當屬之孫逸仙”的文字，孫中山意識到，中國革命已為世界所關注，為了避免麻煩，他在途中格外謹慎，避免會見報館訪員。十一月十四日，孫中山來到倫敦，與英國外交大臣格雷交涉，而格雷仍表示“英國保持中立”。
      此時，在中國國內，江蘇都督程德全已致電各省都督，希望孫中山回國組織臨時政府。兩天後，孫中山在致民國軍政府電中，第一次公開表達了對民國總統人選的態度：“今聞已有上海議會之組織，欣慰。總統自當推定黎君（指黎元洪）。聞黎有請推袁之說，合宜亦善……”

      十六省代表票選孫中山
      這時駐鄂代表與黎元洪協商，應舉孫中山為臨時大總統，黎為臨時副總統，對此，黎亦贊成。但此時袁世凱軍隊在鄂，並派代表秘密與代表團協商，如舉袁為臨時大總統，袁可設法使北方軍人贊助，勸清帝退位。此事電詢孫中山能否對袁之辦法同意？孫復電云：“袁如贊成共和，情願將所得之大總統退讓與袁， 促共和早日實現。”並電知袁之代表，在南京組織臨時政府，實助袁在北方促清帝退位。
      於是各省代表團在南京正式開會，定於十一月十日開選舉臨時大總統大會。每省無論代表幾人，僅有一選舉權，計獨立省與不獨立省份，共有十七省代表到會。孫中山以十六省選舉票當選為中華民國臨時大總統。湖南代表為譚人鳳，係多年老黨人，與孫中山不和，故未舉孫中山。黎元洪以十七票當選為中華民國臨時副總統。
      當了臨時大總統的孫中山還在國外未能回國，因為他還需要向外籌借錢款，鞏固臨時政府的勢力。十一月二十日，孫中山開始了他的法國之行。法國人對中國革命都表示同情，但是，孫中山同樣未能從法國那裏得到借款。四天之後，孫中山告別歡送他的留學生，由法國馬賽乘“丹佛”號輪船歸國。

      任大總統 改行陽曆
      一九一一年十二月二十一日，孫中山抵達香港，胡漢民、廖仲愷乘兵艦到香港迎接；四天後，孫中山到達上海。這天清晨，雖然下濛濛細雨，但上海十六鋪金利源碼頭上，布滿了滬軍都督府的衛隊和軍警，擠滿了各國領事，中外記者和各機關團體的代表。馬路邊，碼頭上到處飄揚各式各樣的旗幟。黃興、宋教仁和滬軍都督陳其美走上船。他們背後，站立著成千上萬的歡迎人群。
      這也是孫中山經過十五年的國外流亡生活之後，第一次公開回到故土。人民網介紹，一九一二年一月一日，孫中山赴南京宣誓就任臨時大總統，宣告中華民國臨時政府成立，以中華民國為紀元，改行陽曆。
孫中山乘滬寧鐵路專用花車途經蘇州、無錫、常州、鎮江等站時，沿途成千上萬的民眾列隊致敬，鼓樂齊鳴，歡聲雷動，“共和萬歲”、“總統萬歲”的呼聲響徹雲霄。當晚十時，舉行臨時大總統受任典禮，孫中山宣讀誓詞。明確表示國富民強之後，他當卸去大總統職務。孫中山一再強調“天下為公”，國家政權不屬一家一姓，而是國民的。
      中華民國成立，孫中山就職臨時大總統也標誌著中國在延續了逾兩千多年的帝制壽終正寢，民主共和的曙光照亮了中國，中國邁上了追尋民主共和的曲折之路。

      選民國元首　清帝入候選名單
      在孫中山組閣的中華民國臨時政府中，革命派佔絕對優勢，但也吸收了一些舊官僚、立憲派。在9名國務部長中，同盟會員3名，他們是陸軍總參謀長黃興，外交部長王寵惠，教育總長蔡元培。其余6名國務部長中，有舊官僚2名，立憲派2名，自由派專家2名。
      孫中山在臨時大總統任內推行了一系列的社會和政治改革，制定了《中華民國臨時約法》，規定“中華民國之主權，屬於國民全體”，公民有人身、選舉、參政、居住、言論、出版、集會、通訊和宗教信仰的自由和權利，並發布了一系列有關政令。在外交上，表明“得與世界各邦敦平等之睦誼”，加入“公法所認國家團體之內”。在經濟上，廢除清代的苛捐雜稅，保護民族工商業，獎勵華僑在國內投資。在文化教育方面，提倡“自由、平等、博愛”為宗旨的“公民道德”教育，廢止小學讀經。
      其實在總統選舉過程中，孫中山當選並非一帆風順，當中還出現了一些小插曲。1911年12月12日，各省代表在南京召開的第一次代表大會中，以“誰來當未來的政府首腦”這個問題中，人選的提出可謂五花八門。有代表甚至提出選舉大清皇帝為國家元首，因此，當時的皇帝也加入了候選名單，一時之間讓不少民主人士極度恐慌。好在最終的四個候選人並無皇帝在內。央視網介紹，這四個候選人分別是：黎元洪、黃興、袁世凱和孫中山。
      孫中山尚在歸國途中時，曾致電請黎元洪任總統。後來很多學者認為，孫中山缺乏牢固掌握政權的意識，當初不該發這種同意黎或袁擔任總統的電報。孫中山在電文後面也表示，不管選誰，“但求早固國基”，這正反映出孫中山超出一般政客的氣魄和胸懷，這個思想也與他後來的“讓位”舉動一脈相承。
      孫中山曾與自己的醫學老師康得黎有一段談話，路透社披露，孫中山稱自己的志向“不急在做中國之總理大臣”，只要做這個官“有益於中國，亦所不辭”。在一次講話中，孫中山還說：“不論我將成為全中國名義上的元首，還是與別人或那個袁世凱合作，對我都無關緊要。我已做了我的工作，啟蒙和進步的浪潮業已成為不可阻擋的。”
      在《大總統宣言書》中，孫中山說一定要“能盡掃專制之流毒，確定共和，普利民生，以達革命之宗旨，完國民之志願。”“臨時政府成立以後，當盡文明國應盡之義務，以期享文明國應享之權利”。臨時政府對外要洗雪清朝反動政府的“辱國之舉措”。

      革命軍無錢可用 無奈接受南北議和
      1911年12月2日南京繼上海光復後，東南半壁，局面一新。這時距武昌起義將近兩月，國內外一致公認中國第一任大總統非孫中山莫屬。12月下旬，孫中山由歐洲歸國到達上海，距南京光復有20多天的光景。
據當時的滬軍都督隊長兼偵探隊隊長郭漢章回憶道，當孫中山抵達上海前，他就率領一大隊便衣衛士前往十六鋪金利源碼頭布置警衛。
      這時來歡迎的人們已陸續齊集，各國領事和外國新聞記者也都趕到。當輪船剛近碼頭尚未靠定的時候，孫中山出現在船輪上層，穿黑色西裝，脫帽高舉右臂，面含微笑，頻頻點頭，向歡迎民眾答禮。
中山抵滬 記者急問“帶錢沒”
      甫經上岸，即被新聞記者團團圍住，他們的第一個問題就 ：“你這次帶多少錢來？”孫中山說：“我這次回來，實在是分文未帶，所帶回來的只有革命的精神。”
      但軍隊需要軍餉，連政府開銷都沒有的革命黨是無法鞏固政權的。武昌起義是一次突然的勝利，幾十天之間，革命黨人迅速掌握南方半壁江山。但是，這突然到來的勝利也突然帶來了巨大的財政需求。
      革命黨人要建立全國性的政權，要興師北伐，處處需要經費，其總數，當以億元計。不幸的是，當時國窮民困，各地庫存空虛；列強又迅速控制了海關稅款，這就使得原來並無財源的革命黨人碰到了一個十分難以解決的問題。 
      武昌起義後，孫中山決定暫不回國，先赴巴黎、倫敦借款，但是，革命軍尚在和清政府對壘，勝負難明，西方的資本家採取“金融中立”政策，不肯輕易解囊，孫中山空手而歸。 據孫中山估計，革命黨人當時大概需要五億兩白銀。
      精於理財的實業家張謇也有一本賬。他認為：新政府的開支至少每年須有1.2億兩，每月須有一千萬兩；扣除可能得到的收入，新政府每年將短缺8000萬兩。
      孫中山未到上海前，就傳說他挾有巨款，所以一到上海就被記者問到這個問題，但令人失望的是孫中山只帶回了“革命之精神”，“革命之精神”固然可以鼓舞士氣，但解決不了實際問題。孫中山不得不絞盡腦汁，殫精竭慮，為南京臨時政府的財政找尋辦法。

      向俄日借款未果
      在孫中山歸國之前，南北和談即在進行。孫中山歸國後，雖然同意繼續和談，以便兵不血刃地光復全國，但在和議過程中，他越來越多地傾向於直搗北京，以戰爭解決問題。南京臨時政府前後進行的合辦漢冶萍公司和輪船招商局借款談判，本意都在於取得一筆經費，支援政府機構的運轉，發放南京附近革命軍隊的軍餉，同時也支援北伐。但是，卻遲遲不能到手。 
      據鐵血網介紹，孫中山、黃興不得不轉而以租讓滿洲為條件，要求日方提供一千萬借款。但這一談判，也由於日本陸軍大臣的反對，沒有成功。其後，孫中山又企圖以全國賦稅為擔保，向華俄道勝銀行借款150萬英鎊，也未獲結果。由於缺乏經費，南京臨時政府面臨軍隊解散、政府崩潰的危險。對短期內獲得借款絕望的孫中山，不得不接受和議。

      八旬鹽商見總統：總算見到民主了
      孫中山回國後受到人民愛戴，他走到哪裏都會被民眾圍住，並且高呼“大總統萬歲。”
      孫中山就任臨時大總統後，某日到中華門外雨花台去視察炮台，一行7人，都騎高大的灰色洋馬。這些馬是外國朋友送的，一共13匹，孫中山經常騎的是性格最馴良的第七號馬。一日孫中山看完炮台，正準備進城，被民眾發現了，一齊擁過來將他團團圍住，拍手歡呼“大總統萬歲”。孫中山在馬上向民眾頻頻含笑點頭，表示謝意。這時城外的警察分局姚局長和王巡官都趕來維持秩序。在《辛亥革命親歷記》一書中記載，王巡官拔出指揮刀揮舞，叫民眾散開。孫中山立刻叫衛士去制止王巡官說：“對人民不能這樣。”
      孫中山在大總統任期內，每天接見賓客很多。有一次有位80多歲的姓蕭的鹽商特地從揚州到南京來瞻仰一下大總統的風采。他走府門向衛士苦苦哀求，說要見大總統。但他卻說沒什麼公事，只是想看看民主氣象。後來孫中山請這位老先生進去了，並含笑起立準備和他握手。但老先生卻突然放下手杖，跪下去對大總統恭恭敬敬地行起了專制君主時期的三跪九叩首的舊禮來。
      孫中山連忙拉他起來，請他坐下，親切地和他談話，最後告訴他：“總統在職一天，就是國民的公僕，是為全國人民服務的。”蕭老問道：“總統若是離職後呢？”孫中山說：“總統離職後，又回到人民的隊伍裏去，和人民一樣。”走時，這位蕭老高興極了，笑說：“今天我總算見到民主了。”

1912年1月4日，中央臨時政府舉行首次內閣會議。圖中為孫中山，右三為陸軍總長黃興。

革命軍為軍政府掛起了象征十八省團結一致的十八星軍旗。