12月2日，江浙聯(lián)軍攻克南京，代表會議決定以南京為中央臨時政府所在地，各省代表隨即自武漢齊集南京。南京光復次日，革命軍公推蘇州都督程德全為江蘇都督，12月4日各省代表于漢口英租界開會，限各代表于七日內(nèi)齊集南京，如到有十省以上代表，即召開臨時大總統(tǒng)選舉會，選舉總統(tǒng)，組織臨時政府。各團體均看好孫中山，當時輿論對推舉他為總統(tǒng)一事頗形熱烈。美洲全體同盟會致電各省代表謂“孫先生德、才、望，中外相孚，請舉為總統(tǒng)，內(nèi)慰輿望，外鎮(zhèn)強鄰”，最具代表性。包括進步黨的前身共和建設會，由湯化龍、林長民等人致電十四省代表：“組織臨時政府，請舉孫中山先生為總統(tǒng)，以救國民，兆眾一致，全體歡迎?！?/p>

12月28日舉行總統(tǒng)選舉預備會，決定第二天正式選舉時，采用無記名投票辦法。

在1912年元旦到來的前三天，各省代表在南京舉行預備會，投票選舉臨時大總統(tǒng)候選人。12月29日，采無記名投票法選舉。共有十七省代表投票。

議長湯爾和任選舉會主席，劉之浩任監(jiān)選員。候選人為孫中山、黃興、黎元洪。到會十七省代表，每省一票。開票結果，孫中山得十六票，黃興得一票。十七省代表會議以十六票的絕對多數(shù)選舉孫中山為中華民國臨時大總統(tǒng)。結果公布后，音樂大作，在場代表和列席之軍界學界人士起立歡呼。即推正、副議長湯爾和、王寵惠赴上海迎迓孫中山先生。

1912年元旦，孫中山先生從上海赴南京就任中華民國臨時大總統(tǒng)，車站附近等候瞻仰先生風采者，多到不可勝數(shù)，以至道途為之壅塞。沿途鎮(zhèn)江、蘇州、常州都有上萬人歡迎，到了南京，自動來歡迎的民眾多達五萬以上。

晚上八點鐘在南京制臺衙門，孫中山先生和胡漢民一起走進來，兩人都穿著大禮服，戴大禮帽。胡漢民手拿文告，站在中山先生身邊。中山先生宣誓就職后用廣東話演講，有些人還聽不懂。發(fā)布《中華民國臨時大總統(tǒng)就職宣言》《告全國同胞書》等文件，正式宣告中華民國的誕生。儀式很快就結束了，一些年輕人覺得儀式不免草率，第二天才明白原來是趕在這天改元，用新歷。3日，選舉黎元洪為副總統(tǒng)，確定臨時政府組成人員，中華民國臨時政府成立。此后正式組織臨時政府，任命各部總長，選舉臨時副總統(tǒng)。南京成為革命政治中心，許許多多的人都到南京來。孫中山先生電各省派參議員組織參議院。同時任命：黃興為陸軍總長，蔣作賓為次長；黃鐘瑛為海軍總長，湯薌銘為次長；伍廷芳為司法總長，呂志伊為次長；陳錦濤為財政總長，王鴻猷為次長；王寵惠為外交總長，魏宸組為次長；程德全為內(nèi)務總長，居正為次長；蔡元培為教育總長，景耀月為次長；張謇為實業(yè)總長，馬君武為次長；湯壽潛為交通總長，于右任為次長；并任命胡漢民為總統(tǒng)府秘書長，宋教仁為法制局長，湯化龍為副局長。各總長經(jīng)各省代表會同意，初擬以宋教仁長內(nèi)務，章炳麟長教育，為部分代表所反對。

到了2月12日，清帝溥儀奉隆裕太后懿旨，下詔辭位。清廷頒布宣統(tǒng)帝《退位詔》，此詔出自張謇手筆。