吁依循「临时约法」恢复国会。继而因有段祺瑞与黎元洪的院府之争，使军阀张勋1917年7月扶出傅仪复辟帝制。于是自7月起孙南下广州组织军政府谋对抗。又军阀段祺瑞随赶走张勋与清帝，控制国会，操纵总统。孙以「真共和对假共和」为号召，提出「护法运动」，并欲发兵北伐。但广州军政府的组成主力是西南军阀。他们其实旨在割据，北伐因而随发随止。然后孙反被排挤了，他失望和气愤地返上海，发表第一次护法失败的讲话，斥责西南军阀亦如北洋军阀，一丘之貉。五四运动期间，孙主要是闭门读书写书，年底着成「孙文学说」。1919年10月，孙把中华革命党改组为「中国国民党」，自任总理，力图再起。不久，北洋军阀阵营发生皖直战争，皖系段祺瑞被打败下台，直系曹锟及吴佩孚大胜，与率兵入关相助的奉系张作霖同把持北京国会。孙亦藉此转机，命粤军攻广州。陈炯明所部连续两次「粤桂战争」终把桂系陆廷荣打败。孙于1921年初离上海返广州，再组政府，二次护法。4月，改称「正式政府」；5月，就职「非常总统」；8月，广州「非常国会」通过孙所提的「北伐方案」。10月，孙欲亲自督师从广西入湖南，然后与直系的江西军队开战。但是湖南军阀赵恒惕及粤军司令陈炯明均被直系派人分化，先是赵恒惕不让孙率军过境，孙遂决定回师广东韶关北上。既搬动大本营，又延误出征期。然后，粤军司令陈炯明有谋叛割据自立之心。他因不支持北伐，已被孙降职贬权，但仍然是陆军部长，并且负责后援军饷。陈吩咐部下故意到财政部去闹事。引孙赶回广州，在处理纠纷时，突然发动军变。这就是炮轰总统府事件。孙逃脱后，登永丰舰，与陈叛军水陆交战近两个月，因北伐军南回被阻，孙才离粤重返上海，于 1922年8月15日宣布其第二次护法失败。这一次的原因，孙责用人不当，因为叛军原亦是革命军。1923年2月，因北伐军终于又能集合南返，重占广州，孙又复回。这次，他重建元帅府，只自称大元帅。这已三建广州政权，仍然是与北方对立。不过，孙亦有大改变。
1924年1月，孙接受苏联特使的建议，再重组中国国民党，容纳共产党员加入，并且开办黄埔军校，扶助工农。这就是现时史家所说的后期「联俄容共」三大政策。
1924年秋北方北洋军阀发生了第二次「直奉战争」，因直系将领阵前反戈，回师北京囚禁了曹锟，吴佩孚在腹背受敌下遁退湖南，让冯玉祥与奉系张作霖占北京。冯电邀孙赴京议和，筹组南北联合政府。孙遂欣然北上。
然而11月2日曹锟被逐下台，暂由黄郛代总理兼摄政。10日孙在广州发表「北上宣言」；15日段祺瑞在北京被推举为「临时执政」；17日孙抵上海，提出召开「国民会议」主张，作为商讨筹组联合政府起步。21日孙离上海取道日本，然后于12月 4日抵天津。当晚孙的肝病复发。
12月 6日，段祺瑞发表尊重过去与列强所签不平等条约的宣言，企图争取外国支持他充当执政的地位。24日，公布「善后会议」的召开与条例，明显地对抗孙。因为孙所提的「国民会议」的参与者，将是包括各界代表；段推出的善后会议，只安排南北军政界作为邀请出席对象。双方取向不同，未和谈已互骂。31日，孙抱病抵北京。
1925年1月26日，孙入协和医院施手术后，确诊患了肝癌末期。2月 24日，病危口授遗嘱，由汪精卫代笔。3月11日在遗嘱签字，3月12日上午九时半逝世，享年五十九岁。
孙的遗体经过防腐，存放于俄制水晶棺。3月19日移灵至北京中央公园内举行公祭，由24日至31日，先后有七十四万六千八百二十三人前往致哀，空前绝后，场面肃穆。悼念活动同时在全国各大城市内举行。4月2日，孙的遗体移存北京香山碧云寺石塔中。1929年6月，再移葬至南京紫金山，其墓地称为中山陵园，碧云寺石塔留衣冠冢。
孙文，在国民党统治大陆的期间被尊为「国父」；大陆自成立中华人民共和国后称他为「革命先行者」。不管用何称谓，孙对中国现代革命的贡献深获世人肯定。
当然，孙的逝世，对当时南北的局面有不同的结果。在北方，段祺瑞与张作霖把冯玉祥摔开，以善后会议推出了新的国会，总统改为虚位，由总理去摄行。在南方，因孙的逝世使南北议和告吹。虽有史无前例的人潮往瞻仰遗容，虽有言词能及的吊唁表尊祟赞誉，中国还是南北分裂的中国，军阀还是抢权夺地的军阀。统一或割据依然是从政之争。于是，广州改组，矢志北伐
