他派人到国内外各地发展组织、宣传革命。他自己也在1905～1906年间赴东南亚各地向华侨宣传和募集革命经费，在一些地方创立同盟会的支部。他继续领导批判改良派的斗争，革命党人驳斥改良派反对革命的各种错误论点，广泛传播资产阶级民主共和思想，使更多的人投身于反清革命。孙中山在这场斗争中是中国革命民主派的旗帜。他领导的对改良派的批判，为辛亥革命的爆发作了有力的思想准备。从1906～1911年，同盟会在华南各地组织多次武装起义，孙中山为起义制定战略方针，并在海外奔走，为起义筹募经费。1907年12月镇南关起义时还亲临前线参加战斗。孙中山领导的各次起义都因缺乏群众基础、组织不够严密而失败，但革命党人前仆后继，英勇战斗，给清政府以沉重打击，给全国人民以极大的鼓舞；特别是1911年4月27日的广州黄花岗之役(见黄花岗七十二烈士)，在全国引起了巨大震动。
推翻封建帝制，捍卫共和制度1911年10月10日，在孙中山和同盟会影响下的革命党人领导的武昌起义爆发，各省纷纷响应。孙中山在美国得知消息后，为争取欧美各国支持革命和切断清政府的外援，在美、英、法等国进行外交活动。因帝国主义各国政府并不希望中国革命成功，外交活动没有取得预期成果。12月下旬，孙中山回国，即被十七省代表推举为中华民国临时大总统。1912年1月1日，在南京宣布就职，组成中华民国临时政府(见南京临时政府)。1912年2月12日，清朝宣统帝(溥仪)被迫宣布退位，结束长达两千多年的君主专制制度，建立了共和国。孙中山制定和公布一系列改革和进步的法令，3月11日，颁布带有资产阶级共和国宪法性质的《中华民国临时约法》。
由于受到帝国主义、封建主义的强大压力与革命党本身的涣散无力，孙中山经过斗争后被迫接受与袁世凯妥协的条件，在清帝退位后，于1912年2月13日向临时参议院辞去临时大总统职，让位于袁世凯，4月1日正式解职。此后一年多，孙中山积极宣传民生主义，号召实行平均地权，提倡兴办实业；还亲自担任了全国铁路督办，力图筹借外资修筑铁路干线。但因政权落在帝国主义和封建势力代表袁世凯手中，孙中山的努力并未取得成果。1912年8月，同盟会改组成国民党，其组织成分益趋复杂，孙中山虽被推举为理事长，但实际上并未负起领导责任。1913年2月，孙中山赴日本访问，3月，得知袁世凯刺杀国民党代理理事长宋教仁，立即返回国内，主张武力讨袁；7月发动二次革命，但很快失败，再度出亡日本。
1914年6月，孙中山在东京组织中华革命党，希望恢复和发扬同盟会的精神，发动“三次革命”。中华革命党在国内组织了多次武装起义，但它的纲领仅注重反袁、而没有提出符合人民切身利益的主张以发动群众，在组织上又有严重的宗派主义和会党习气，所以在全国反袁斗争中未能取得主导地位。
袁世凯复辟帝制失败，孙中山于1915年5月初回到国内，继续为捍卫共和制度而斗争。旋又返日，10月25日在东京与宋庆龄结婚。1917年7月，因段祺瑞为首领的北洋军阀解散国会和废弃《临时约法》，孙中山率部分海军南下，号召国会议员赴广东，联合西南军阀在广州建立军政府，9月被推举为大元帅，进行护法战争。但“护法”的旗帜并不鲜明，在人民群众中没有受到重视。孙中山在军政府内备受军阀、政客的排挤，不得不于1918年5月辞去大元帅职务，经日本赴上海。第一次护法战争的失败使孙中山认识到南北军阀都是一丘之貉。从1918～1920年，孙中山完成过去已着手撰写的《建国方略》，对以往的革命经验进行总结，提出了改造和建设中国的宏伟计划。
接受共产国际和中国共产党的帮助1917年俄国十月革命的胜利，使孙中山感到人类产生了伟大的希望，他对俄国革命发生了极大的兴趣，1918年夏致电列宁和苏维埃政府祝贺俄国革命的伟大胜利，表示愿和俄国革命党团结共同斗争。19
