袁世凯就职后，孙中山公布了采行法国式责任内阁制的《中华民国临时约法》，袁世凯遂任命唐绍仪为民国第一任国务总理，并负责组阁。完成一切法律程序后，袁、唐新政府正式确立，南北一统。信守诺言的孙中山于1912年3月31日辞去了临时大总统一职。从就职到辞职，孙中山只做了45天的临时大总统，这不仅在民国史上是最短的一任总统，在中华5000年历史上，也是在任最短的开国元勋了。
南京同盟会会员为孙中山举行了饯别会，孙中山在会上发表演讲，阐述了他的民生主义思想，这实际上也是孙中山在未来一段时间里为自己所作的规划。
在孙中山看来，在中国实行民生主义，就是一面图国家富强，一面防止资本家之流弊。他用自己多年在国外的考察和比较，提出了一套实行民生主义的途径和方针。
4月7日，孙中山应蔡元培之邀，乘火车到南京，改乘军舰，与胡汉民、汪精卫、廖仲恺等20多人到达武汉，同行的还有孙中山的儿子孙科及女儿孙婉以及新从美国毕业归来、年轻貌美的英文秘书宋霭龄等。他们乘马车经过的长街两旁，各路店铺民房都张灯结彩，男女老少都夹道欢迎，孙中山于是让马车缓缓而行，人人都以亲眼目睹几十年领导推翻清政府的革命领袖为荣。
4月25日，孙中山到达广州，自从1895年发动第一次广州起义失败后，孙中山已有17个年头没有踏上家乡的土地。孙中山到达时，广州城内万人空巷。5月底，孙中山又回到了阔别17年的故乡翠亨村，与卢夫人、长兄孙眉等亲人团聚，孙中山只在家里停留了短短3天又返回广州，这也是他最后一次回到故乡。
这段时间孙中山的演讲内容，都集中在“民生主义”上。回望近代中国，孙中山算是自有一套颇具原始性的建国蓝图的最高当国者。他那一套建国思想，形成所谓三民主义的理论，至此已相当成熟。辛亥之后，他对袁世凯曾寄以热忱的厚望，认为在袁氏治下，他的民族、民权两主义，已相当成功了。如今所余者只剩个民生主义有待实行。
孙中山关于民生主义的言论，在国外激进人士中引起热烈回应。他的一部分演说，被译成法文后载于7月11日比利时工人党机关报――布鲁塞尔《人民报》，又由法文译成俄文，载于俄国布尔什维克报《涅瓦明星报》上。列宁在该期刊物中发表了《中国的民主主义和民粹主义》，高度评价孙中山的纲领：
孙中山纲领的每一行都渗透了战斗的、真实的民主主义。它充分认识到“种族”革命的不足，丝毫没有对政治表示冷淡，甚至丝毫没有忽视政治自由或容许中国专制制度与中国“社会改革”、中国立宪改革等并存的思想。这是带有建立共和制度要求的完整的民主主义。它直接提出群众生活状况及群众斗争问题，热烈地同情劳动者和被剥削者，相信他们是正义的和有力量的。
会晤袁世凯
从表面上看，袁世凯最初也希望能与孙中山保持一个良好的关系。1912年4月，袁世凯两次向孙中山发出北上共商国是的邀请，为了表示“诚意”，袁世凯又派他的长子袁克定到上海迎接。袁世凯还以孙中山辞大勋位而拨美金1万元，资助孙科夫妇及其两个妹妹作留美学费。
6月底，袁世凯因内阁问题与同盟会冲突，急需借孙、黄两人之力，于是再次电请孙中山北上，以“调和党争”，孙中山于是回电答应了袁世凯。
就在孙中山启程前两天，袁世凯和黎元洪合谋枪杀了革命党人张振武与方维，这立即遭到了同盟会的强烈反弹。中国同盟会宣布革去黎元洪协理一职并除名，其他党派议员也联名对黎、袁提出质问及弹劾。
蔡元培等人认为袁世凯“不足信”，反对孙、黄二人北上。孙中山虽然对黎、袁的行为也颇为不满，但为了顾全南北统一大局，又被袁世凯的辩解所迷惑，他极力主张平息风潮，还给黄兴发电报敦促其北上。对劝阻他本人前往会袁的人，孙中山回答：“无论如何不失信于袁总统，且他人皆谓不可靠，我则以为可靠，必欲一试吾目光。”遂与夫人卢慕贞及居正、魏宸组等启程北上。
孙中山于8月24日下午到达北京，袁世凯派亲信赵秉钧代表欢迎，又为孙中山准备了朱漆金轮马车，由正阳门入城。孙中山本想在第二天再拜会袁世凯，但袁表现得积极主动，当晚就派人来迎接孙中山。
据当时参加这次会见的人回忆，当时孙中山到了铁狮子胡同总统府，由内客厅步行出来，站在台阶口准备迎接。这时袁世凯的马队也飞驰而到，平素袁一向上下车皆须侍从搀扶，但这一次他摆手示意侍卫不要搀扶，自己硬撑着走上台阶，表示步履轻健的样子，走到台阶的最高两级他步趋慢了下来。孙走前两步，前来握手，袁亦肃然趋前握手，说：“先生路上一定很辛苦吧。”
袁世凯对这次会面显得很庄重，身穿军服、佩刀。当时军礼，室内待宾须脱帽并摘下佩刀。袁或因当天过于兴奋又相当紧张，竟将礼节忘记。他平素有挠头的习惯，落座以后，袁照常挠鬓，因手触帽，忽觉自己未曾脱帽、摘刀，于是赶紧用手解摘佩刀，而佩刀在腰间撑得很紧，一时解摘不下，才慢慢用左手把军帽脱下。一时间稍显窘迫。
在孙、袁说话之间，卢夫人由厅旁内室走出相见，宋霭龄则陪在卢旁。那时宋的身份是卢夫人秘书兼翻译。袁世凯对卢夫人也显得很客气，致问饮食及路上情形周到备至。袁世凯比孙中山大7岁，但相比之下，孙态度肃穆自然，而袁则拘束异常，两人显然不在一个层面上。
当晚袁世凯请孙中山和卢夫人在总统府大礼堂晚宴，约了内阁阁员作陪，两人席间并未正面谈及政治问题。袁世凯在欢迎辞中客套说：“财政外交，甚为棘手，尤望先生不时匡助。”孙中山答辞表示：“惟自军兴以来，各处商务凋敝，民不聊生，金融滞塞，为患甚巨。挽救之术，惟有兴办实业，注意拓殖，然皆恃交通为发达之媒介。故当赶筑全国铁路，尚望大总统力为赞助。”袁世凯在孙中山走后对别人说：“不图中山如此掺亮！”而孙中山也对身旁人评价：“袁总统可与为善，绝无不忠民国之意，国民对袁总统，万不可存猜疑心，妄肆攻讦，使彼此诚意不孚，一事不可办，转至激迫袁总统为恶。”看得出来，孙中山最初还是心存善意，以国家大局为重，希望事态朝着好的方向发展。
孙中山此次在北京逗留约一星期有余，袁世凯嘱咐身边亲信陪孙共谒明陵、游居庸关、至张家口，每天再将亲信召至府中，打探孙中山的举止、语言等。这段时间是孙、袁关系的蜜月期，两人会面13次之多，且多为密谈，有时只有总统府秘书长，有财神爷之称的梁士诒在座。据梁回忆，每次谈话时间自下午4时至晚10时，有几次甚至谈至次晨2点。
在一日宴会上发生了一件不甚愉快的插曲。据袁世凯身边的张国淦日记记述：
中山来京后第三天，袁世凯在迎宾馆设筵为其洗尘，到者有四五百人，在大厅布置┌┐形餐案，孙及其随员北面南向坐，袁及内阁阁员及高级官吏皆向坐，北洋一般军官坐在东西两排，孙、袁在正中对坐。入座后说了一些普通客套话，吃过一个汤，第二个菜方送上来，便听到西南角上开始吵嚷，声音嘈杂，说的都是“共和是北洋之功”，随着又骂同盟会，认为是“暴徒乱闹”，随着东南角也开始响应，并说“孙中山一点力量也没有，是大话，是孙大炮”、“大骗子”。这时两排的军官已经都站了起来，在吵嚷的同时，还夹杂着指挥刀碰地板、蹬脚和杯碟刀叉的响声，但都站在自己的座位呼喝乱骂。中山态度还是从容如常，坐在他旁的秘书宋霭龄也不理会。仍照旧上菜，只是上得很慢。
我当时想袁或段（陆军总长段祺瑞）该说一说，你们不能胡闹，但他们始终没有作声。闹了有半小时左右，似乎动作很有步骤，从当时的情形看，显然是布置好的。起头的是傅良佐等，想在吵闹时等中山或他的随员起向答辩，便借机由北洋军人侮弄他一番。但出乎意料的是中山等始终没加理睬，若无所闻。筵宴终了，孙、袁回到副厅休息室，厅内便又大乱起来。北洋军人离开座位肆意乱吵，非常得意，很久才逐渐散去。
那些席上胡闹的北洋军官，究竟是否是在袁的授意下，给孙中山上演的一场“戏”，我们无从考证，但至少可以从中看出，这些旧官僚们对孙中山还是颇为不敬的。但这些丝毫没有影响两人初次会晤时对外释放的友好信息。孙中山曾对袁表态：“十年以内大总统非公莫属。”这个意见也见诸于公开言论。而据报载，袁世凯甚至也曾向孙中山表示，可加入国民党。
著名历史学家唐德刚先生在《袁氏当国》一书里，对孙、袁两人作了相对客观的点评。他说，袁世凯是传统中国里的“治世之能臣，乱世之奸雄”，才大心细，做事扎扎实实，有板有眼，是位极有效率的行政专才和标准的中国法家。但是他无理想，对现代政治思想更是一无所知。
而孙中山恰恰是袁的反面。孙中山周游世界，爱国之心极为强烈，为人又好学深思，满头脑理想，欲施之于中国，而道不得行。辛亥之后自己虽不在位，但对袁世凯倒满怀幻想，因此在与袁氏密谈时，他诚心诚意地劝袁练兵百万以强中国，而自己则愿专任修路之责，希望把全国铁路延长至20万里（一说10万英里）。
孙中山这席话虽出自一位伟大爱国者的至诚，但是听在有高度行政和经济建设经验的袁世凯的耳朵里，就是天方夜谭不切实际。所以袁氏后来在背后说孙中山是个“大炮”。孙中山的“孙大炮”的诨名，据说就是袁世凯叫出来的。但袁氏是个老谋深算的旧式官僚，他不愿开诚布公地质疑孙中山此计划的可行性，反倒为了笼络孙中山，顺水推舟，让孙氏监修全国铁路，让他完成20万里的伟大计划。
孙中山的全国铁路计划
袁氏派孙中山去修筑铁路，显然是投其所好，给这个革命领袖找个优差肥缺，安顿下来，免得他继续革命或重新造反。而孙中山是个真诚的爱国者，他并没有过多的权谋之心、看穿袁世凯的真实意图，而是很认真向中西媒体正式宣布自己今后的使命之后，就认真地干起来。
孙中山的铁路建设思想，最早见于他在1894年写的《上李鸿章书》里。辞去临时大总统一职后，作为实现其民生主义的一部分，孙中山数次向外界宣讲筹划全国铁路的必要性及诸多益处。1912年7月22日，孙中山被上海中华民国铁道协会推举为会长后说：
凡立国铁道愈多，其国必强而富。如美国现有铁道20余万（英）里，合诸中华里数，则有70万里，乃成全球最富之国。中华之地5倍于美，苟能造铁道350万里，则可成全球第一强国。
9月，孙中山专程去八达岭张家口考察詹天佑设计修建的京张铁路，并正式邀请詹天佑当他的技术助手。孙中山对筹建铁路的热情，也正中袁正凯的下怀。他特授孙中山以筹划全国铁路全权，出任中国铁路总公司总理，设总部于上海。他还把自己当年为慈禧太后回銮时所特制的豪华花车，拨给孙中山用，以便巡视全国铁路现状，同时命令各地地方官，对巡视路政的孙中山盛大招待。黄兴同时也受任为汉粤川铁路督办以助孙中山一臂之力。在袁世凯的怂恿下，孙中山率领大批失业党人，乘了豪华专车，到全国视察去了。等到后来孙、袁交恶，当局要清查铁道公司的账目，却发现铁道一寸未建，而视察公款已花了百十万两。
关于10万英里铁路、100万英里公路的建国方略，是孙中山一生的目标，但在一无资金二无人才的现实条件下，他1公里铁路也未修成过。历史学家唐德刚先生说，他后来查阅大陆资料时发现，1998年3月中国铁道部在确定今后五年加快铁路建设的总目标时说，“2000年铁路营运里程达到6―8万公里；到2002年，突破7万公里”――这就是说，中国直到21世纪初，铁路营运里程的目标尚在“突破7万公里”，而孙中山要在民国初年建20万里铁路，如果说“中山因无行政经验，乃有此失”，那袁世凯其实是明知其不可为而故意“设阱以陷之”，这就是袁之大奸巨猾的表现了。
成立国民党
孙中山此次北上，晤袁是一个主要内容，另一个主要内容是参加国民党的成立大会。
在南京临时政府成立后，1912年1月22日，同盟会在南京举行了一次重要会议，有来自内地18个省的2000多名会员代表参加。会上，胡汉民代表孙中山，提议将誓词修改为“颠覆满清政府，巩固中华民国，实行民生主义”，获一致通过。在讨论日后政党改组问题时则分歧很大，讨论结果，大多数认为武装革命已告结束，应改为公开的政党，因为孙中山当时在主持国政，汪精卫被选为总理，但汪精卫并没有就任。
同盟会领导的辛亥革命，终于推翻了已经腐朽不堪的清王朝。中华民国的成立，民主气氛高涨，“政党政治”一时成为热潮，在很短的时间内竟出现上百个政党，出现党派林立的局面。3月3日，中国同盟会本部于南京召开全体大会，孙中山又一次当选为同盟会总理；在宋教仁的鼓动下，同盟会通过了新修订的《总章》。这个新纲领核心精神是将同盟会从过去秘密的“革命党”变为公开合法的“政党”。在他们的心目中，“政党”就是西方那种在议会中通过选举取得执政权的党，而“革命党”并非“政党”。在这种背景下，他们将“革命党”同盟会改造成“政党”国民党。
中华民国临时政府迁都北京后，同盟会总部也于4月25日由南京迁到北京，日常事务由宋教仁主持。在参议院中，同盟会占有多数席位，这令袁世凯颇以为患，急欲削弱其力量。他支持立宪派人士张謇、汤化龙等联合统一党、民社党、国民公党、国民共进会等小党，成立了共和党，出版机关报――《国民公报》，公开称南京临时政府为“假政府”。
袁世凯就职后，让唐绍仪组成的内阁人选里，涉及外交、内政、陆海军、财政和交通等实权部门的总长人选，都清一色掌握在袁氏人物手中。
黄兴在新政府的职责是在南京留守。其实是要遣散部队，以让革命后的国家有个喘息之机，来从事和平建设。当时很多人都找上门来，希望谋个一官半职，面对挥之不去的求职者，最后黄兴只好登报声明，不允徇私，无职可给。要遣散30万官兵，最低限度的恩饷（遣散费），非250万两不可。留守处哪有这笔巨款呢？依法报请北京国务院索饷。
初上任的唐绍仪总理也两手空空，除举外债之外，别无财源。不得已，他向四国（英、美、德、法）银行团商借外债8500万两。在签约之前，请求对方先垫付3500万两，以解燃眉之急。四国原已答应垫款，但是日本、俄国闻之后抗议――每个列强在中国的目的不一样，英国意图占西藏，俄国要新疆、蒙古、满洲，日本要占南满和闽南，它们唯恐彼此分赃不均，因而各国势力相持不下。不得已，唐氏内阁决定改向六国银行团（加入日俄两国）商借，但日俄又另提要求：此款不得用于满、蒙地区，因为它们早已视满、蒙为自己的势力范围。
另一方面，唐绍仪与英、美、德、法四国银行团谈判借款也陷于僵局。因银行团不信任中国官僚，即便允许借款，也坚持应由四国派员监督使用为条件。唐绍仪终因无法应对内外交困，任职未及三个月，竟然弃职离京。袁世凯只好任命原外交总长陆征祥为代理国务总理，但这一任命遭到议会的反对。
1912年7月26日，袁世凯不顾议会反对，出动军警威胁参议院强行通过陆征祥出任国务总理。面对袁的专权，原本在唐绍仪内阁任“农林总长”的宋教仁，深感必须组织一个强大的政党，造成两党对峙局面，引向“宪政轨道”。
当时南北小党共有数百家之多，但宋教仁更青睐于几个较大的小党，其中统一共和党是参议院中的另一大党（其党魁是蔡锷），也极不满陆征祥组阁，也深感有扩大力量的必要，提出与同盟会合并的愿望。
经几次商谈后，合并之事进展颇为顺利，国民公党也表示愿意加入合并，国民共进会和共和实进会得知三党将合并，也表示愿加入合并谈判。结果五党于8月13日达成协议：
一、合并之前，取“共和之制国民为国主体”之体，更名为“国民党”。
二、拟定党纲15条，其主要内容有：“保持政治统一”，“发展地方自治”，“励行种族同化”，“采用民生政策”，“维持国际平和”。
三、总部组织分：总务、文事、政事、交际、会计五部。各地组织一律改称支部。
1912年8月25日，国民党在北京召开成立大会，与会者数千人，极一时之盛。孙中山出席大会作主题演说，称五党合并为一大政党，“乃民国大幸福”。会议选举中，孙中山以1130的绝对多数票，当选为理事长。孙中山力辞不就，国民党中央于是决定由宋教仁代理。宋教仁于是成为当时中国第一大政党的党魁，锋头之盛，气势之高，一时无二。那一年，宋教仁年仅30岁。