1905年8月，孙中山与黄兴等人，以兴中会、华兴会等革命团体为基础，在日本东京创建同盟会，孙中山被推举为总理，他所提出的“驱除鞑虏，恢复中华，创立民国，平均地权”的宗旨被采纳为同盟会纲领。在同盟会机关报《民报》发刊词中，孙中山首次提出“民族、民权、民生”三大主义。同盟会的成立，有力地促进了全国革命运动的发展。他派人到国内外各地发展组织、宣传革命。他自己也向华侨宣传和募集经费，在一些地方创立同盟会的支部。孙中山成为中国革命民主派的旗帜。他领导的对改良派的批判，为辛亥革命的爆发作了有力的思想准备。从1906-1911年，同盟会在华南各地组织多次武装起义，孙中山为起义制定战略方针，并在海外奔走，为起义筹募经费。各次起义都因缺乏群众基础、组织不够严密而失败，但革命党人前仆后继，英勇战斗，给清政府以沉重打击，给全国人民以极大的鼓舞；特别是1911年4月27日的广州黄花岗之役，在全国引起了巨大震动。

　　 1911年10月10日，武昌起义爆发，各省纷纷响应。孙中山在美国得知消息后，于12月下旬回国，即被17省代表推举为中华民国临时大总统。1912年1月1日，在南京宣布就职，组成中华民国临时政府。1912年2月12日，清朝宣统帝（溥仪）被迫宣布退位。中国结束长达2000多年的君主专制制度，建立了共和国。3月11日，孙中山颁布《中华民国临时约法》。由于受到帝国主义、封建主义的强大压力与革命党本身的涣散无力，孙中山被迫于1912年2月13日辞去临时大总统职，让位于袁世凯，4月1日正式解职。此后一年多，孙中山积极宣传民生主义，但因政权落在袁世凯手中，孙中山的努力并未取得成果。