对非法的“俄蒙条约”，中国政府在事前就向沙俄提出抗议。11月7日，协约签订4天后，中国政府声明对沙俄与外蒙古分裂分子所订任何协约一概不承认。中国各族各阶层人民强烈反对“俄蒙协约”。蒙古爱国王公宣布“蒙古拥护各族联合一体的中华共和国，断无独立之理”。孙中山致电参议院要求“否认俄蒙协约，坚持到底”。但袁世凯掌握的北京政府，这时正在争取西方列强的外交承认。沙俄遂以“承认”问题对袁世凯施加压力。袁世凯为巩固个人统治，不得不向沙俄妥协。从1912年11月起，经过一年谈判，到1913年11月，袁世凯政府与沙俄签订了《中俄声明》，追认“俄蒙协约”及其附件，“承认外蒙古的自治权”。声明中虽然载明“俄国承认中国在外蒙古的宗主权”，外蒙是“中国领土的一部分”，却规定中国政府不能在外蒙设治、驻军、移民。在中俄互换的照会中，还规定以后“凡关于外蒙古的铁路、土地交涉事宜，中国允许和俄国政府协商，外蒙古亦得参与其事”。根据这个声明，沙俄分裂中国的野心得以实现。这是中华民国成立以来，经袁世凯之手签订的第一个丧权辱国的不平等条约。以这个声明为依据，1913年冬，沙俄驻库伦代表向外蒙古“大皇帝”呈递“国书”；外蒙傀儡政府派“代表团”赴俄“觐见”沙皇，并请求“援救”。沙俄再次贷款300万卢布，以外蒙全部对外贸易的税收作抵押，由俄财政部派员充当“顾问”，“监视其财政”。沙俄又拨给大量武器，派遣教官，训练和装备外蒙伪军一个旅。沙俄通过种种“援助”，实际上控制了外蒙。根据《中俄声明》第五款的规定，自1914年9月起又议定中俄承认中国对外蒙的“宗主权”，哲布尊丹取消“大皇帝”称号及“共戴”年号，由中华民国大总统册封，用中华民国年历，兼用蒙古干支纪年。这实际上只是一些虚名。北京政府承认的“自治”和沙俄在外蒙的各种特权才使沙俄确立在外蒙的殖民统治。而此后，沙俄唆使外蒙古当局借辞“谢绝”接受册封专使，并多方阻挠外蒙派员来北京，以至册封仪式拖到1916年7月才举行。十月革命爆发后，沙皇政府垮台，外蒙傀儡政权失去了靠山。1918年，北洋政府派军队开进了库伦，恢复了对外蒙的主权。1919年11月，外蒙的王公、喇嘛等上书北洋政府，“情愿取消自治”，并请求取消《中俄蒙协约》，同年，自动放弃自治回到中国版图。
1921年初，逃亡蒙古的前沙俄残余军队唆使外蒙封建主再次宣布独立。1921年6至7月，苏联红军支持蒙人民革命军，消灭前沙俄军队残部后建立的外蒙古政权，宣布成立君主立宪政府。1924年5月，《中苏解决悬案大纲协定》规定：外蒙古为中国领土一部分。1924年11月，外蒙古宣布废除君主立宪制，成立人民共和国。
这个时期，沙俄还强占了我国新疆和外蒙古西北部之间的唐努乌梁海地区。1864年的《勘分西北界约记》是个不平等条约，通过该条约，沙俄强占了包括原属定边左副将军管辖的唐努乌梁海的10个佐领，原属科布多参赞大臣管辖的阿尔泰卓尔乌梁海。1907年，沙皇政府任迦基洛夫大尉为国境监察官，在乌梁海中部一带地方，建立沙俄殖民地据点。辛亥革命前夕，沙俄波波夫上校率领“远征队”潜入唐努乌梁海，他认为有迅速侵占该地区的必要性。武昌起义后，沙俄派出“边疆特使”窜入该区，发号施令，阻挠我国政府派员进入该区行使主权。1914年6月，大批俄军侵入，沙皇尼古拉二世宣布唐努乌梁海地区归俄罗斯所有，强行霸占了我国17万平方公里的领土。1915年，中俄蒙恰克图会议时，中国代表提出了唐努乌梁海问题，沙俄代表拒绝讨论。沙俄侵占我国唐努乌梁海地区，没有任何法律、历史依据。不仅当时中国的北京政府未予承认，以后历届中国政府也从未声明放弃，中国对这一地区拥有主权，该地区完全是中国领土。
沙俄还在中俄边境的其他地方不断蚕食中国领土。1911年12月，中俄《满洲里界约》在齐齐哈尔签订，沿着这条边界线，沙俄又侵占了中国领土1400平方公里。1911年以后，沙俄在中国呼伦贝尔盟、内蒙古的扎里木盟等地策动民族分裂分子举行叛乱，长达数年之久，最后在中国政府多方努力下才平息，收复了内蒙古呼伦贝尔全境。在新疆，沙俄更是肆意制造事端，公然派兵入侵。1912年5月，沙俄哥萨克马队200余人入境强行驻扎伊犁。6月，俄军800多人侵入喀什葛尔的疏附县北。次年9月，沙俄又出动1500多人侵占（今阿勒泰县的）承化寺。沙俄利用辛亥革命后中国政局的变化，公开怂恿当地居民接受沙皇“保护”，从速投俄，并打击抗俄的新疆军民。但新疆军民不断抗击沙俄入侵，经过几年斗争，终于在1917年后将沙俄侵略军驱逐出境。
中国西北边疆频频遭受侵略的同时，英国对中国西南的西藏再次伸出掠夺之手。当武昌起义的消息刚一传到拉萨，英国在西藏的侵略分子便立即煽动西藏上层集团中的反动分子发动叛乱，唆使他们围攻驻防清军，鼓动他们宣布西藏脱离中国，成立所谓“独立国家”。在英国侵略者的煽动和教唆下，西藏上层集团中的一些叛国分子，公然提出要求中央的驻藏官员和军队退出西藏，并且大肆屠杀西藏宗教界和贵族中反对分裂的爱国人士。英国为了进一步控制整个西藏地区，在1912年6月把十三世达赖喇嘛从印度送回拉萨，让他充当英国侵藏活动及其策动分裂中国领土的工具。
对此，北京政府发表声明，庄严地宣告西藏为中华民国领土不可分割的一部分；同时下令调派川军和滇军分路入藏平定叛乱，并任命四川都督尹昌衡为征藏总司令，负责平叛事宜。中央政府的进藏军队在7月间即开进藏边地区，并且连战连捷。英国侵略者见川、滇各军屡战屡胜，进展颇为顺利，惟恐其侵藏计划落空，遂公开出面干涉，悍然向北京政府提出极端无理的要求，阻止川军继续向西藏进军。
1912年8月17日，英国公使朱尔典向北京政府外交部递交备忘录，声明：英政府不允许中国干涉西藏之内政；反对华官在藏擅夺行政权，并不承认中国视西藏与内地各省平等；英国不允许在西藏境内存留无限华兵等。9月17日，朱尔典又会晤北京政府外交次长颜惠庆，威胁说：如果民国政府定欲征藏，急需派征西兵前进，则英国政府微特对于中华民国不予承认，且当以实力助藏独立。如前所述，袁世凯这时正急于取得西方列强对北京政府的承认，以稳固其统治基础，对英国的无耻要求只得接受。9月中旬，下令入藏军队停止前进，把“征藏总司令”改为“川边镇抚使”，并恢复了达赖的名号。英国一看袁世凯妥协之后便再次紧逼，声言不对朱尔典8月17日的备忘录作出答复前，英政府不与中国方面讨论任何有关西藏的问题。
从1913年1月起，朱尔典连续对北京政府施压，并叫嚣说，如中国政府拒绝与英国另行订立新约，英国将直接与西藏地方当局谈判。3月27日，袁世凯再次妥协，被迫同意与英国在印度谈判以及西藏地方代表可以参加，但西藏代表仅是“随同与议”，只能在中英条约上“附签”。