独立，各自组军政府，并另举新都督。这样发生的连锁效应，使满清皇朝束手无策。于是，只好寄望那一位曾负责训练六营新军的袁世凯出来力挽狂澜。10月27日再诏封袁为钦差大臣，命掌开往湖广全部海陆军马。袁只乘机派出他的心腹部下冯国璋、段祺瑞分统第一、二军，控制前线战况，自己仍处家乡，称病不朝。清廷于11月1日把他封为内阁总理大臣，军政在握，他才动身。袁一方面亲赴北京组阁，另方面派人去设法议和。他同时又请动了驻上海的外国使节们从中说项；又命冯国璋出兵先夺汉口，再陷汉阳。然后，就此按兵不动。却反过来向清廷皇室施压力，提出应退位来换取优厚的供养条件。
与此同时，革命者方面的情况亦起变化。主持武昌军政府的黎元洪早已电邀各独立省都督派遣代表前赴武昌会议。各代表先齐集上海，然后遣人续去武昌。11月底，众代表在汉口外国租界开会，公推湖北军政府为临时中央军政府。12月初，因革命队伍占领了南京，众代表便在武昌决议要以南京为临时中央政府所在，草拟大纲，筹组共和，并且公举黄兴为大元帅，黎元洪为副元帅。事因黄兴10月底由香港赶到武昌。值汉口失守，汉阳正告急，曾实时被推为卫城的总司令。但因与负责军务的孙武不合，汉阳失陷，他便辞职。这时南北双方同意暂时停战，各遣代表开始议和。12月中，各省都督代表首次齐集南京，商组成立共和。代表们因黎元洪不服屈居黄兴之下，又改选黎元洪为军政府大元帅，黄兴为副元帅；并暂定大元帅主持军政。而黄兴职位的反复，皆因同盟会未掌权。这是由于这次武昌起义，同盟会的参与骨干或死或捕或逃，原组织散涣，非统一领导。至于那些士兵，本不是同盟会会员。所以，在成功后，全无主意，竟请原清朝高官黎元洪主持；并同时在军政府组织时，让原有立宪派人士钻空加盟，占居高位。此外，各省督军不外全是地方势力。因此对同盟会有抗衡倾向，对建立共和亦具负面影响。
孙中山于12月下旬才返回中国。据说，他当时在美国，阅报才知消息。只是，他并没有实时动程东返，却辗转取道先去了欧洲。他的原意是想借机劝西方列强及早地承认革命力量。可算用心良苦，时间却白费了。因为，事实证明，那些友好的*的先进国家，更喜欢与清朝袁世凯打交道。孙等人为争取外国列强承认中国的新共和，竟向对方主动承认一切不平等条件的继续。所以，亦有史家指出，辛亥革命的不彻底，是因它反清不反帝。即是，只反满清皇朝，不反帝国主义；几至不反对有皇帝。
其实，在孙文还未踏足中国的那一段时间内，辛亥革命已进入转形期，当时有权发言的参与者，已对中国的未来政局采取了一视同仁态度，不分革命与不革命。所以，领导上黎元洪可以凌驾黄兴；同时，同是总统，有些认为袁世凯比孙中山对各独立省本身更加有利。又这些人中立宪派人士及旧官僚都说，袁可不战而胜清廷；而孙中山则仍属未知数，将来谁上台谁下台，尚要一番挣扎。
孙中山是1911年12月25日才由广东都督胡汉民陪同去到上海。然而，他的名声无疑早已与中国的现代革命等同。再经舆论推祟，全国欢腾雀跃。齐集在上海的各省代表们于29日开会通过了举他为临时大总统，十七票中有十六票赞成，一票反对。不过，在此之前，代表们首次在南京开会时曾有一决议，如果袁世凯能反正，转而赞成共和，推翻满清，未来政府的大总统一职留给袁。
这样的决议，反映了两点：一、推翻满清政府统治是首要的；二、众人对共和的建立态度暧昧。那时，实际情况显示，他们对当时革命的理解半清不楚；对孙中山与同盟会的拥护亦模梭两可。由此可见，这决议同时给共和政体的未来发展埋下了反复伏因。孙中山自返国后便处于被动；主要因为，同盟会没有在武昌后掌握领导权。
1912年1月1日孙中山在南京宣誓就任临时大总统，宣告*成立。2日，宣布改用阳历，以是日为*纪元，并且以红黄蓝白黑五色旗为国旗。1月3日，代表们选举黎元洪为副总统，及通过了基本上由孙中山提名的国务委员名单。然而，在九名部长中，同盟会会员只占了三席。他们就是：陆军总长黄兴，外交总长王宠惠，及教育总长蔡元培。孙在决定人选时显然又让步。不过，共和政府成立时颁布的文告规定：「*由中华人民组织之」、「*人民一律平等，无种族、阶级、宗教之区别；人民得享有人身、居住、财产、言论、出版、*、结社、通信、信仰等自由；」又，人民有请愿、诉讼、考试、选举及被选举等权利
