伴随着袁世凯在北方的紧锣密鼓的一系列的动作，在南方，随着各省相继的宣布独立，建立统一的全国性的新政权也提上了议事日程。
1911年11月10日，即武昌起义后一个月，黎元洪即通电已独立的各省都督，请派代表赴鄂，组织临时中央政府。12月，江苏都督府代表雷奋、沈恩孚，浙江都督府代表姚桐豫、高尔登在未获黎电的情况下，也通电各省，请各省派遣代表赴上海，会商组织临时政府，并请各省公认伍廷芳、温宗尧二君为临时外交代表，组建统一政府的活动正式拉开序幕。然而，由于对革命发展的迅速多少有点意外和突然，革命党人在组建新政府方面的准备显得十分的幼稚与不足。新的中央政府的所在地应该设在哪里？未来国家的政体是什么？是采用总统制还是内阁制？第一任总统由谁出任？这些问题，革命党人事先并没有达成统一的共识，也没有一个统一的方案。
关于建都的地点，当时可供选择的有三处，一是武昌，二是上海，三是南京。
早在1902年，孙中山、章炳麟即讨论过革命成功以后的建都问题。据章炳麟所记，孙中山对洪秀全定都金陵（即南京）的功过给予了高度评价。不过，那时孙中山倒更看重武昌。武昌起义后，武昌作为首义之区，许多人自然更看重武昌。宋教仁说：“今日天下之形势，重在武昌也。”武昌似乎理所当然应该成为未来中央政府所在地。但实际上，问题并没有如此简单。由于武昌和上海都发出了邀请通电，因而就出现了一个会议地点的问题。黎元洪坚持在武昌召开各省代表会议，他以武昌为首义之区相号召。但上海方面则以上海交通便利为由，坚持各省代表会议应在上海召开。这表面上是会议地点之争，实质上是权力之争，真正的问题是，谁将成为革命的中心？
11月15日，上海方面在只有江苏、福建、上海三地代表的情况下召开了第一次会议，并将该会定名为“各省都督府代表联合会”。由于武昌方面的反对，20日，在上海的各省代表做出决定，先由到沪各代表所代表省份分电黎元洪都督、黄兴总司令，承认武昌为民国中央军政府，以鄂军都督执行政务，并请以中央军政府名义委任各代表所推定之伍廷芳、温宗尧为民国外交总、副长。这一决定实际上同意建都武昌。23日，武昌方面派居正为代表到上海与各代表商谈，同一天，代表会议议决各省代表均赴湖北。25日又补充规定各省留一人在上海，以联络声气。上海方面的意思是“政府设鄂，议会设沪”。28日，上海方面致电黎元洪，报告赴鄂代表本日起行。
11月30日，各省代表齐集汉口。其时，汉阳已经失守，清军还在不断从汉阳炮击武昌，代表们只能在汉口英租界举行会议。鉴于武昌方面的危急情形，有人主张建都上海。此议遭到章炳麟的强烈反对。12月1日，章炳麟发表宣言，称：“近见某报以武昌危急欲于上海设临时政府，鄙人决不赞成。无论云、贵诸省，去此甚远，不能辐凑；且上海政府之说一成，则援鄂之心自懈。武昌不守，江左其能安乎？托庇荫于外人商场之下，又无一人足以任首领者，正如附赘县疣，安能为国人瞻仰耶？今日仍宜认武昌为临时政府，虽认金陵且不可，况上海边隅之地。”但就在章炳麟发布此宣言后第二天，南京光复。于是建都南京之议又起，主此议者以黄兴最为有力。12月2日，留沪各省代表讨论建都地点问题，黄兴、宋教仁、章炳麟、江苏都督程德全、浙江都督汤寿潜都到会。会上大家意见分歧，莫衷一是。最后，黄兴的意见占了上风。12月4日，留沪代表议决以南京为临时政府所在地。同一天，武昌的各省代表也议决临时政府设于南京，并决定把会议地点搬到南京，有十省以上的代表到南京后，即开会选举临时大总统，在临时大总统未举定以前，仍认鄂军都督府为中央军政府，有代表各省军政府之权。从12月8日起，各省代表陆续东下，武昌作为革命势力重心的地位结束，而南京则确定了其作为临时政府所在地的地位。
12月12日，各省代表在南京召开了第一次代表大会，此后会议讨论的主要问题转为政府首脑人选。当时提到的候选人有四个，一是黎元洪，二是黄兴，三是袁世凯，四是孙中山。先是11月20日各省代表在上海决定，承认武昌为民国中央军政府，以鄂军都督执行中央政务。这实际上也就承认了黎元洪在中央政府中的首脑地位。但是，12月4日，留沪各省代表又决定南京为临时政府所在地，并选举黄兴为大元帅，黎元洪为副元帅，以大元帅负责筹组中央政府。因为上海方面认为，黎元洪是武昌起义的革命党人所拥戴出来的，不是真正的革命党领袖，而孙中山还在海外未回，因此只有黄兴是国内唯一的革命党领袖。但黄兴在次日召开的各界欢迎大会上力辞大元帅之职，并推黎元洪为大元帅。他说他愿领兵北伐，直捣黄龙。至于组织政府，则非他所能担任。黄兴的谦让与黎元洪的霸气恰好成一鲜明对比。8日，黎元洪通电各省都督，内称：“各省代表均到鄂，议定临时政府组织大纲，并订期在南京公举临时大总统组织临时政府，经敝处通告各省，谅已达览。现忽据来电称，沪上有十四省代表，推举黄兴为大元帅，元洪为副元帅之说，情节甚为支离，如实有其事，请设法声明取消，以免混淆耳目。”由于黄兴力辞、黎元洪力争，各省代表于17日做出决议，改举黎元洪为大元帅、黄兴为副元帅，同时议决黎大元帅暂驻武昌，由副元帅代行大元帅职权，负责组织临时政府。21日，黎元洪电告各省代表会议，承受大元帅名义，并委任副元帅代行其职务，至此，黎、黄之争告一段落。
由于黄兴力辞不就，黎元洪又不孚众望，总统人选问题一时陷入僵局，恰在这时，孙中山回到了上海，临时政府的筹建于是出现了转机。
孙中山是10月12日从当地的报纸上得知武昌起义成功的消息的，其时他正在美国科罗拉多州的丹佛市。他的第一个反应就是立即回国，但继而又决定先从外交方面致力，俟此问题解决而后再回国。由于从英、法、美等国那里并没有取得预期的成功，孙中山决定于11月24日起程回国，12月21日抵达香港，25日抵达上海。
孙中山抵达上海后第二天，即12月26日，即召集同盟会最高干部会议，讨论政府组织形式及总统人选。会上宋教仁提议未来政府形式采用内阁制，孙中山极力反对，他认为，“内阁制乃平时不使元首当政治之冲，故以总理对国会负责，断非此非常时代所宜，吾人不能不对唯一置信推举之人，而复设防制之法度。余亦不肯徇诸人之意见，自居于神圣赘疣，以误革命大计。”黄兴劝宋教仁取消内阁制主张，宋教仁不从，当天晚上继续讨论。宋教仁仍主内阁制，孙中山仍力持总统制不让，双方“面红耳赤，几至不欢”。黄兴于是建议由全体各省代表议决，于是黄兴、宋教仁赴南京出席各省代表会议，黄兴提出三条议案：1.改正朔用阳历；2.起义时以黄帝纪元，今应改为中华民国纪元；3.组织政府采总统制。前两条合并讨论，全体赞成通过，唯民间习惯，不禁于阳历下注明阴历节候。关于第三条讨论颇久，多数表示赞同，因而也获通过。至于总统人选问题，大多数人主张推举孙中山，这样，选举总统的时机已经成熟。
12月26日，各省代表议决于12月29日开会选举临时大总统。
28日，各省代表又议决选举临时大总统采用无记名投票法，候选人为孙中山、黎元洪和黄兴。
29日，来自山西、陕西、江苏、安徽、江西、浙江、福建、广东、广西、湖南、湖北、四川、云南、山东、河南、直隶、奉天17省代表投票选举。每省1票，结果孙中山得16票，黄兴得1票，孙中山以绝对优势当选临时大总统。
同一天，孙中山分别致电各省代表、各省都督军司令长及黎元洪与袁世凯，表示将就任临时大总统，为民谋福。
1912年元旦，孙中山由沪赴宁，正式就任中华民国临时大总统，就职仪式在当晚11时举行，孙中山在仪式上宣读了誓词，全文如下：
颠覆满洲专制政府，巩固中华民国，图谋民生幸福，此国民之公意，文实遵之，以忠于国，为众服务。至专制政府既倒，国内无变乱，民国卓立于世界，为列邦公认，斯时文当解临时大总统之职，谨以此誓于国民。
宣誓完毕，孙中山又发布了《临时大总统就职宣言书》，阐明了临时政府的内政外交方针。随后孙中山下令定国号为“中华民国”，同时改用阳历，以临时大总统就职的那一天——1912年1月1日，作为中华民国建元的开始。
l月3日，各省代表会举行了副总统选举会，黎元洪以全票当选。同一天，临时参议院通过了各部总次长名单，其安排如下：陆军总长黄兴，次长蒋作宾；海军总长黄钟瑛，次长汤芗铭；司法总长伍廷芳，次长吕志伊；财政总长陈锦涛，次长王鸿猷；外交总长王宠惠，次长魏宸组；内务总长程德全，次长居正；教育总长蔡元培，次长景耀月；实业总长张謇，次长马君武；交通总长汤寿潜，次长于右任。至此，中华民国南京临时政府正式组成。
东方的地平线上，终于看到了共和国的一丝曙光。