南京那边革命军势如破竹，武昌这边同样紧锣密鼓。12月5日，各省代表出台了和谈四原则：清政府下台；实行共和政体；优待清朝皇室；不歧视满人。并推选伍廷芳为议和全权代表，温宗尧、汪精卫、王宠惠、钮永健为参赞。
12月6日，载沣辞去监国摄政王，获隆裕太后批准。回到家里，载沣第一句话居然是：“从此就好了，我也可以回家抱孩子了。”
12月7日，朝廷任命袁世凯为全权大臣负责和谈，袁世凯决定派唐绍仪为代表前往武昌议和，并加派杨士琦、杨度等为随员。临出发前，袁世凯一再向唐绍仪交代，和谈的底线，是要坚持君主立宪——袁世凯善于演戏，而唐绍仪也明知这是他的做作，所以并没太当真。
议和之前，双方首先商定在全国战场停战15天，这个时间后来又有延长，可见和谈的诚意，大家都是有的。
接下来的谈判就得长话短说了，反正谈了一轮又一轮，从汉口英租界谈到上海英租界，到12月29日，第三轮谈判完成，双方共达成三项协议：召开国民大会，以公决的方式决定国体，即中国该实行君主立宪制还是共和制，付诸公决；国体确定之前，清政府不得续借外债，已经借的也暂时不许动用；湖北、安徽、江苏、山东、陕西五省清军5日之内从原驻地后撤百里，相应的，革命军停止进攻。
三项协议重点是第一项。这么多天下来，袁世凯已经彻底想明白了，共和制自己能当大总统，是老大；君主立宪，虽然自己也能当实际上的老大，但名义上只能是老二，不太好听。况且，为了当好这个老二，还得和满世界的革命党人打仗，太累了，所以还是共和制好。但这话不能自己跟太后、王爷们说，那样难免有篡位的嫌疑，显得太不仗义，而召开国民大会，由大会代表们来决定这个事，还真是两全其美。
于是袁世凯当即批准了此协议，并命令各路军马准备后撤。段祺瑞反应最迅速，第二天也就是12月30日，他即邀请驻汉口的各国领事前往监督撤军。照这么发展下去，大事眼看就要成了。
可就在这时，消息传来，前一天南京方面搞了一次正式选举，由17省代表投票，结果孙中山以16票当选为中华民国首任临时大总统，黄兴得了1票。另外大家还推举汤尔和、王宠惠至上海恭迎孙中山至南京就职。
孙中山是25日抵达上海的。武昌起义的时候，他正在美国丹佛市的一家华人餐厅里打工，偶然间从报纸上看到此消息，顿时心潮澎湃起来。
孙中山觉得，以美国之大，绝不缺少一个端盘子洗碗的打工仔；而以中国之大，确实很需要一个主持革命全局的领袖人物。于是匆匆回国，首先到的是老家广东，此时已是1911年的年底了。
广东之前就已独立，军政府都督正是同盟会元老、孙中山的得力助手胡汉民。胡汉民认为推翻清朝已是早晚间事，袁世凯这个乱世奸雄才是革命的心腹大患，而袁的势力已达两湖地区，只有广东他还鞭长莫及。所以胡都督力劝孙先生留在广州主持大局，组建革命武装以对抗北洋军，做长久的打算。
胡汉民很诚恳地表示，若您现在去上海，以先生的威望，肯定能被推选为大总统，但那只是个虚名，手里没有军队，成不了大事。孙中山承认这个说法有道理，但他认为，自己此次回来，为的是主持全国的革命工作，所以还是离开广州，来到了上海。
在此之前，各省代表曾决议建立革命军临时军政府，先是选出黄兴为大元帅、黎元洪为副元帅，后因各派与同盟会意见不一，又改黎元洪为大元帅，以黄兴为副。为了谁正谁副这个事，大家闹得很不愉快。
就在此时，孙中山抵沪，追随同行的还有胡汉民、吴敬恒、马君武、张继等人，到码头迎接的则有黄兴、陈其美、汪精卫等重量级人物。
孙中山既然来了，同盟会遂提议不组织军政府而组建临时政府，并于29日选举临时大总统，几经努力，这项提议得到了各省代表的认可，但代表们在决议中执意留下了一个伏笔：“如袁君世凯反正来归，则临时总统当选人即让位于袁，以符本会议之诺言。”
因为有此一句，对于孙中山当选临时大总统，袁世凯倒也还可以容忍，只是到了30日当天，南北双方举行第四次谈判，商定国民大会由全国各省各派3名代表组成，至于开会地点，唐绍仪主张在北京，伍廷芳坚持必须在上海，双方相持不下，决定下次开会再议。
袁世凯得到唐绍仪的报告，大怒之下不干了。
原来按清朝旧制，内地划分为18行省，称关内18省，边疆地区不置省。到了光绪末年，除蒙古、西藏、青海仍沿旧制外，奉天、吉林、黑龙江、新疆、台湾陆续建省，因台湾一度被割给了日本，故实际增加了4个省，加上原有的18省，共有22省。
此时此刻，22省中，除直隶、山东、河南、甘肃、新疆及东三省仍由清廷控制外，其余14省都已独立，虽然情况有所不同，但至少名义上全部属于革命军阵营。若按各省分派3名代表召开国民大会，则国体固不难改为共和制，只是国体确定之后，一旦由这帮人选举大总统，袁世凯觉得并没有必胜的把握，若真是给他人做了嫁衣，那该多么无趣？
于是袁世凯立即打电报给唐绍仪，斥责他越权，说此项决议未经本人同意，因而无效。唐绍仪也急了，认为既然自己这个全权代表根本没有全权，那还有啥干头？当即通电辞职，袁世凯想都没想就准了。之后他也没另派代表，而是电请伍廷芳到北京来和自己直接谈。
伍廷芳回了封电报，请袁世凯到上海来谈，这一下，谈判就进行不下去了。
时间转眼就来到了新的一年。1912年1月1日，孙中山在南京宣誓就任临时政府总统，国号改称“中华民国”，纪元改为“民国元年”。
在政权组织形式上，之前章太炎、宋教仁等极力主张实行责任内阁制，即总统只作为象征性国家元首存在，而由内阁总揽国家行政权力并对议会负责，行政首脑为内阁总理；孙中山则坚持必须实行总统制，即总统不仅是国家元首，同时也是行政首脑。应该说这两种政体都不错，虽各有优劣，却属于萝卜青菜各有所爱，很难说哪个更好。不过显然当时孙中山在各省代表中更有市场，因此代表会议最后决定，中华民国实行总统制。
更大的利处是，不仅搞总统制，而且按照孙中山的意思，临时政府根本不设总理一职，内阁各总长直接对总统负责，看起来总统是绝对的当家人。
不过孙中山这个临时大总统其实并不能完全当家，事实上这个临时政府几乎就是个有名无实的中央政府，虽然名义上管辖着14个省，但14个省中，有的是由地方军阀执政，有的是立宪派的地盘，即使是同盟会当权的省份，也往往是和反对势力共存，甚至连同盟会会员之间，也并不乏排挤和争斗，所以孙中山的号召力其实有限得很，反而是袁世凯的呼声高入云霄。
因此之前各省代表会议才会有“如袁君世凯反正来归，则临时总统当选人即让位于袁”如此一个决议，也因此，孙中山在元旦就职当天，就不得不给袁世凯发去了一封电报，表示“暂时承乏，以待贤者”，暗示只要他能将清朝的皇帝赶下台去，这个大总统就归他。与此同时，立宪派代表们给袁世凯发来电报，保证对于先前的承诺，南方决不食言，让他加快进行。
袁世凯是个疑心病很重的人，他觉得既然你们已经选出了总统，并且把国民大会的组织方式定成了那样，现在再来说这些甜言蜜语还有劲吗？于是没搭理孙中山他们，却授意冯国璋、段祺瑞等48名北洋将领发出联名通电，宣称“誓死拥护君宪，坚决反对共和”。
第二天一早，袁世凯上朝代奏了这个电报，并高调表示，革命党人居然敢公然组织政府，必须派兵讨伐。隆裕太后闻之大喜，却没想到袁世凯立即开始哭穷，说军费没着落，要请太后做主。这说的也是实情，奈何朝廷真的没钱，为了鼓舞士气，隆裕太后只能从皇家私房钱里拿出了8万两金子，作征伐之用。
其实袁世凯何尝想要南征？何况北方眼下纷乱不已，就连京畿附近都屡屡出事，让他不敢掉以轻心。
事情由来已久，早在1911年11月，曾密谋行刺荫昌的陈雄等人就组织了敢死队，欲在北京暴动。结果29日起事当天，遭到军警围捕，敢死队成员全部被抓，陈雄、李汉杰、高新吾三位领袖被杀害。
12月20日，北方多个革命小团体如光复团、急进会、女子暗杀团等举行联席会议，大家合并为“北方革命协会”，决定发动大规模武装暴动，第一步，是策动滦州驻军起义。
此时第二十镇已被陆军部分散调开，留驻滦州的只剩下第40协79标的3个营，营长分别是王金铭、施从云、张建功。北方革命协会的策动工作很成功，1912年1月2日，孙中山就任临时大总统的第二天，第79标宣布独立，脱离清廷，成立北方革命军政府，推举王金铭为大都督，张建功为副都督，施从云为革命军总司令，冯玉祥此时任第二十镇80标第3营营长，率军驻在秦皇岛海阳镇，他也参加了此次起义，并被推举为总参谋长。
也就在这天，为了怕袁世凯不放心，孙中山又给他发了封电报，说得极为诚恳：“文不忍南北战争，生灵涂炭，故于议和之举，并不反对。虽民主君主不待再计，而君之苦心，自有人谅之。倘由君之力，不劳战争，达国民之志愿，保民族之调和，清室亦得安乐，一举数善，推功让能，自有公论。文承各省推举，誓词具在，区区此心，天日鉴之，若以文为诱致之意，则误会矣。”对这个就差指天发誓的电报，袁世凯依然未加理会，这下孙中山急了，决定出兵北伐。
这个时候，滦州起义已被袁世凯扼杀在了摇篮之中，革命军损失极大，包括王金铭、施从云都英勇牺牲，冯玉祥则在海阳被捕，在解往保定治罪、途经北京时，被他的舅舅、袁世凯的心腹大将陆建章救了出来。
孙中山对于北伐一点没犹豫，1月5日即电令代理广东都督陈炯明发兵；第二天，再将北伐联军司令部从上海移到南京。1月11日，孙中山制定好了六路北伐的计划，并宣布自任北伐军总指挥，以黄兴为总参谋长，大战眼看一触即发。