次年，在经过一番职业选择的考虑和踌躇后，孙中山最后决定学医。在喜嘉理博士的帮助下，他进入广州博济医校就读，这是一所由嘉约翰博士主持的英美教会合办的学校。嘉约翰博士是热心于促进中国现代医学的美国人。在这期间，孙眉也谅解了弟弟决心要选择自己的生活道路，恢复了对他的资助。不过，此时孙中山已能完全自立，因为他兼做医院的翻译工作，学费和膳费均可自付了。
在广州，孙中山继续研究中国的历史，同时请了一位私人教师帮助他弥补古典教育方面的不足。此外，他还花了不少时间与其志同道合者讨论政治问题。在医校新结识的同学郑士良和他一样具有强烈的反满情绪，并向他表明了其与三合会的关系。三合会是中国南方最大的秘密会党，它的分会会员遍布于海外广东人和福建人的聚居地。郑士良是广东客家人，皈依基督教，是德国教会学校的毕业生。他向孙中山保证：若他日举行反清武装起义，他可为孙中山罗致会党以听指挥。他们两人成了莫逆之交。孙中山早期革命活动，得郑士良帮助极多。
1887年，孙中山转入香港西医书院（后并入香港大学）就读。这是一所为中国人新办的学校，比较自由，所以他不再隐瞒自己的反满观点。他常与其三位朋友一起臧否时政，因之被称为“四大寇”。孙中山奉洪秀全为英雄，所以人们将其与洪秀全相提并论，他十分惬意。据说，他还在学校的化学实验室秘密学做炸弹。不过，此时玩弄革命之火，还只是一种消遣。他最关心的是研究医学，在这方面他表现了卓越的才能。孙中山认为，像他这样涉猎西学宝库而又富有才华的学生，可以致力于中国的改革而不一定要做一个造反者。
孙中山对改革感兴趣，以及他的一些思想，可能受了何启博士的影响。何启是英国培养的律师、香港著名的市民领袖，其父是一个有成就的商人，在马六甲加入基督教伦敦传道会，1843年起在他的家乡广东布道，对中西文化均有造诣，曾用中文写过几本书。何启本人是英国鸭巴甸大学的毕业生，在医学——这方面他在香港没有什么作为——和法律方面造诣颇高。为纪念逝世的英籍妻子，他创建了一所为中国人免费治疗的医院——雅丽氏医院。1887年，当这所由伦敦传道会管理的医院竣工后，何启提议为中国学生办一所附属医校。协助筹建并自愿在该校任教的，是两位苏格兰医生，即同是毕业于鸭巴甸大学的孟生博士和康德黎博士。孟生是该校第一任教务长，因研究厦门的蚊患而遐迩闻名。1889年他离校后，其职位便由康德黎接替。康德黎对孙中山的关心，后来发展为亲密而崇高的友谊。何启任名誉秘书，兼授法医学和生理学。他向孙中山表明，一个受过现代教育的中国人，是可以谈论国事，而不必拘牵于自己某一专业的。
1887年，何启作为香港一家英文报纸权威性的评论员崭露头角。他不否认中国深受外国侵略之害，但认为中国的困境主要是自己造成的，病根在于中国落后，而此当然不只是军事上的弱点。他举例说，如果有了新式武器，但没有训练有素的人使用，那就成了废物。中国在世界上地位低下，是“社会的和政治的善恶不分”使然，例如，外国人要求并取得了治外法权，是由于他们不相信中国的法律制度，尤其不信任中国的行政机关。为此何启提出，要在新的基础上录用官吏，他指责科举制度，说这种考试毫无价值，因为它选用的是不能按西方路线改造中国的官员，而且把对改造中国最有用的人才，即在国外受过训练的中国人拒于门外。
尽管改良主义者的宣传有局限性，但还是有促进作用。一些同何启一样反对清廷专制统治的官员逐渐感到，与外国人打交道，经营现代企业，没有专家是不行的。何启从未有在清政府中谋求职位的想法，但有一些人，如他的内弟伍廷芳，却愿意厕身其间。伍廷芳曾在伦敦学习法律，并且成为英国和香港的第一位华人律师。1882年，他充当李鸿章的幕僚。后者是当时中国最有权势的官吏。
由于行将毕业，在清政府中谋求合适职位的可能性，同样吸引着孙中山。学业上的成就，增强了他的信心；香港与广东——假期他常回去——之间的对比，增强了他改造中国的决心。一些广东人在内地缺乏公民应有的品德，使孙中山非常愤怒；可是这些人到香港后，在英国殖民主义的统治下，却变成良好公民的楷模。于是孙中山由此得出结论：要对中国落后承担责任的，不是普通的老百姓，而是腐败无能的清朝统治者。
当时，孙中山极喜欢达尔文的著作。它对孙中山的影响是永存的。达尔文曾说：“适者生存。”而何启不也认为受过西方教育的学生，比儒家学究更懂得适应现代世界么？要得到高官名宦的赏识，可能性虽微乎其微，但由于过分乐观和向往，孙中山还是认为不妨一试。他还以为，老乡关系在中国一向很看重，这种关系或许能为他接近名人提供方便。
1890年，孙中山上书一位杰出的香山籍学者和官吏郑藻如。孙中山声称，他“翘首以期用世”，建议效法西方，增加国家福利。他提出，农业和蚕丝业必须现代化，同时强调普及教育、扫除文盲。他认为，国家的富强，端赖人尽其才，“风俗丕丕”。如果说，凡此不是特别新颖的改良主义见解，至少也是言之有理的。郑藻如，这位前驻美国公使，大概觉得没有理由不赞同，但也以为没有必要亲自关心孙中山。
孙中山还接近有影响的买办、香山人郑观应。自1880年以来，郑观应一直在撰写鼓吹改良的文章，其观点反映了通商口岸新商人阶层的民族主义愿望，对孙中山的思想影响较大。20年后，少年毛泽东也仔细读过郑的文章。郑还是《万国公报》的赞助人。《万国公报》，是由传教士主办的中文月刊，对传播西方知识和介绍西方思潮起过重要作用。它也可能是激发孙中山改革热情的另一因素。
郑观应对孙中山改进农业的主张虽有深刻的印象，但除了在文章中稍有提及，别无其他特别的表示。然而，孙中山并未因此气馁，放弃寻求一位官员支持的希望；同时，他也考虑别的甚至是相互矛盾的选择。这似乎是孙中山一贯的政治作风的特点。他除了喜欢达尔文的进化论著作外，还阅读有关法国革命的书。所以，他懂得：统治机构若已衰朽，则须用暴力手段推翻，俾国家得以继续前进。对一位自称洪秀全的门徒来说，革命决非未经考虑的选择。但是，不管孙中山选择怎样的政治道路，看来行医是一条使他不致湮没无闻而能树立功名的途径。可是结果证明，这一途径比他预想的还要坎坷得多。
1892年，孙中山从香港西医书院毕业。在一起入学的12名学生中，只有他和另一位成功地完成了学业。孙中山是康德黎的得意门生，分数最高，因之得到最高奖赏。但是，问题在于这所医科学校的课程没有达到香港医学总会的标准，所以孙所获的学位未能使他在这块殖民地上获准行医。再说，能付得起医疗费的中国人一般喜欢找中医治疗，只有穷人才去找免费治疗的西方教会医生看病。
孙中山的解决办法是中、西医结合。他在距其家乡和香港都不远的澳门开办了“中西药局”，俾做困难手术时，康德黎博士能方便地从香港过来帮助他。后来，像香港当局一样，葡萄牙当局也来干预了。凡此表明，即使受过西方教育的中国人，在欧洲人的殖民地也未必受欢迎。不知是出于对香港当局不承认葡萄牙的医学学位的报复，还是如孙中山所怀疑，出于对中国人与葡萄牙医生竞争的不满，澳门当局禁止孙中山治疗葡萄牙病人。后来，他们又作了进一步限制，禁止各药房为外国医生开的处方配药。由于在澳门被降至草药医生的地位，孙中山便于1893年将“中西药局”迁往广州，改名“东西药房”，并设了几间中药店。孙中山主要做手术，而其同仁开中药方，他的事业似乎很顺遂，后因扩展过快而超支，经济上发生困难才停业。但是，这只能部分地说明第二年他采取突然步骤的原因。
这时，孙中山年近三十。他意识到，在本地行医不是成名的捷径。他还以为，他所受的教育及对外部世界的了解，在同一代的中国人中是罕见的，而且又为国家所急需，因此，其学识应用来干一番更大的事业。所以，他在澳门设法确立信任的同时，在自己的家乡又开始炸弹试验；次年，在广州又恢复其煽动性的小组讨论的活动。这个小组的成员有郑士良，另一位三合会的热心分子尤烈，还有从前博济医校的同班同学陈少白，以及少年时代的同村好友陆皓东。此外，他还抽出时间担任在澳门出版的一家葡萄牙文周报中文副刊的匿名编辑，利用该刊进行反满宣传。
但是，孙中山最终决定不再行医，并以一种使其朋友吃惊的突然方式采取这一行动，是为了进行另一次运动权柄的尝试。这回他求助于自1870年以来就是清廷重臣的李鸿章。
1894年初，孙中山带着他写的希望能被接受的《上李鸿章书》北上。这份请愿书曾请比他精通古文的陈少白过目并作了修改。在陆皓东的陪同下，孙中山途经上海，与学者、买办郑观应商讨他的请愿书。经郑介绍，孙中山会见了不寻常的文人王韬。王看了请愿书底稿，除提出修改意见外，还把孙中山介绍给他的在李鸿章处当幕僚的朋友。
仔细分析孙中山的《上李鸿章书》的论点，不难发现它与何启和郑观应的非常相似，后两者均极力鼓吹经济方面的民族主义。孙中山建议：合理利用发展经济所需的人力和物力资源，批评官绅为对付外国威胁而片面强调军备的做法。他特别附和郑观应之说，认为“欧洲富强之本，不尽在于船坚炮利”，而是在于它们人能尽其才，地能尽其利，物能尽其用，货能畅其流。总之，外国人的优势，是利用科学和知识的结果，而科学和知识是新的工业时代的标志。
孙中山及其良师益友——没有官职抑或处于权力边缘的人，判断这类事情是比较容易的。这些有西方知识并靠个人奋斗获得成就的人，较少受传统文化的束缚，而权贵的改良则往往受传统文化及既得利益的制约。
对1868年明治维新后日本发生的变化，孙中山的看法也与郑观应的相似。这又表明，孙中山的思想，比一般文人学士的更开明。后者直至甲午中日战争时，还忽视一个历来被瞧不起的邻国的成就。孙中山认为，中国人的天才若能适当发挥，就能在20年内超过西方。为证明这一点，他以日本为例，说日本效法西方并与西方贸易比中国较晚，但收效甚巨，这是由于日本极认真进行改革的缘故。
可能是童年的经历，使孙中山特别关心农业的现代化。政府应关心农民的福利，这是中国自古确定的治国之道。现在，孙中山极力主张采用西方的科学技术，以提高农业生产力。他还经常提到“民生”，这是何启、郑观应等人的改良主义小册子中新出现的字眼。尔后，孙中山以此表述其社会主义观点，即著名的三民主义的第三部分。
然而，孙中山的主要目的，是宣扬其本人，而不是他的方案。此外，其态度也异乎寻常。他坦率地承认：自己不会写“八股文”，没有功名。但又宣称，他有不同的造诣；深信自己的技能，对中国立足于现代世界是非常有用的。他说：
文……幼尝游学外洋，于泰西之语言文字，政治礼俗，与夫天际地舆之学，格物化学之理，皆略有所窥，而尤留心于其富国强兵之道，化民成俗之规。
孙中山赞扬李鸿章是善于选贤任能的政治家。在请愿书的最后一段，他表示希望得到这位中堂的提携，恭顺地请求李支持他去法国考究蚕桑新法，以便将来能帮助中国贫瘠地区的发展。
李鸿章享有进步人士的声誉，若在平时，他有可能接见孙中山。但是，在1894年6月孙中山抵达天津时，李鸿章的注意力已集中于朝鲜问题。其时，由于日本侵略朝鲜，迫使中国起而反击。7月，日军击沉一艘运载中国援朝士兵的英国船。8月1日，中日双方正式宣战。因此，李鸿章没能接见孙中山，而且是否看过孙中山的请愿书也是值得怀疑的。
倘若是一位极有耐心的追求者，也许会再等待一段时间，寻求另一机会。但孙中山没这样做。他离开天津，认定谋求官方支持是徒劳的。他受当局蔑视，因之下定决心推翻它。
可能是通过郑观应施加影响，孙中山的革新计划才得以在《万国公报》11、12月合刊上发表。但在次要的地方宣扬他的思想，对此孙中山当然是不满意的。他认为自己是实干家，要把思想付诸实践。他曾希望，哪怕在李鸿章的幕府中谋个次要职位，也能使他得到采取行动的权力，使其有机会在官场显露自己的才能。如今他采取洪秀全的姿态。天津之行失败后，孙中山决心树立自己的权威，以振兴中华。
1894年夏末，孙中山前往夏威夷。为什么去那里？因为他认为革命首先需要钱，而其哥哥最有可能成为赞助者；所以尽管路途遥远，他还是选择这个群岛作为其鼓动革命的第一个目标。况且此地除孙眉外，还有华侨社区，虽然只有约2万人，但几乎全是广东人，其中大部分又来自孙中山的家乡香山县。孙中山对这些人很熟悉，与后者有着同样的社会背景，了解他们的愿望和挫折。他们中有些人与其一样受过教育，少数人则像孙眉那样是有成就的企业家。孙中山希望，在哥哥的帮助下，能使他们中的富有者慷慨解囊。
当年洪秀全也是在亲朋和邻里中倡导其运动。然而，孙中山并不仿效太平天国或以往任何的起义模式。注重财政，是其革命战略决定的，且贯穿于他的整个事业，而此时初见端倪。他不打算在山洞里建立造反者控制的政权，或是进行旷日持久的内战。孙中山认为，若要顶住如来自日本的外国压力，中国必须现代化并迅速强大。他认为有必要也有可能进行一场速战速决的革命，而所依靠的不只是有组织的力量，更重要的是金钱和运筹。
孙中山在夏威夷的第一站是茂宜。他的哥哥在当地有“茂宜王”之称。孙眉对孙中山皈依基督教十分恼怒，但支持弟弟的反满政治活动却毫无疑惧。他应允予以资助，并请檀香山的重要人物大力支持其弟弟的事业。然而，经过数月的奔忙后，孙中山发现，虽然华侨憎恨清政府，但只有少数人愿为推翻这个政权出力。他们害怕连累国内的亲属和对政治的漠不关心，阻碍了孙中山的努力。
1894年11月24日，孙中山终于说服20多名广东籍华侨青年，组成一个反王朝的团体——兴中会。它的平和的名称，掩盖了其颠覆清政府的目的。这个组织后来发展为基础广泛的运动。它在夏威夷的这个分会，与其说是一个政治组织，不如说是支持孙中山密谋的筹款机构。每个会员捐会底银5元，要求他们还要作更多的贡献。在早期的入会者中，有一位卑涉银行经理，一个商人和一位夏威夷政府的译员，还有一位商人兼种植园主，以及一位从前意奥兰尼书院的同学、现为富有的木材制造商。后来，则从占夏威夷华侨绝大多数的劳动者中发展会员。
由于前一年夏威夷革命获得成功，共和主义思想在当地多少得到了传播，但其范围可能只在受较多教育的人们中。这些人与孙中山一样，具有反君主政体的思想；而大多数普通群众则持传统的反满种族主义观点。其中一些人则将个人愿望的实现，寄托于“受命于天”的人。
1895年1月，日军击溃了清王朝的军队，孙中山认为提前发动起义的时机到了。他中断在夏威夷的活动，推迟实行向美洲华侨游说的计划，乘船去香港建立基地。他把工作交给夏威夷的同志，后者在当地发展了更多的会员，尽管捐赠的款项为数不多。10月，当孙中山进行首次革命尝试时，有100多人加入兴中会，其中大多数是小商人和劳工。汇来的捐款只有2.3万港元（1港元约等于0.5美元），两位支持者——孙中山的哥哥和卖掉自己所有家产的甘蔗种植园主邓荫南的捐款占了其中一大半。不过，孙中山在夏威夷的革命宣传，使华侨第一次卷入国内的政治运动。虽然此后他促使世界各地华侨参与运动的努力未达到预期的效果，但在中国本土缺乏可靠支持者的情况下，却能使其得以坚持下去。
然而，香港的情况却有所不同，在此地进行的是孙中山设想的“集资”型的革命，因之金钱显得尤其重要。在孙中山看来，香港是一个密谋中心，是给清王朝的薄弱环节致命一击的发射台，也极适于开展对外宣传运动。
在香港，孙中山的通常言听计从的密友，把太平天国革命看得很浪漫，预期反对清王朝的起义，将因孙中山的到来而随时爆发。与他们在一起的，还有一群同样欧化的非文人学士出身的年轻人，这些人也认为清朝统治者正把中国引向灾难。这一群人的领袖杨衢云，祖籍福建，出生于香港，是受雇于萨松洋行的买办。他的雄心和自信，并不亚于孙中山；此外，他比孙中山大五岁，从各方面看是位个性倔强和富于想象力的人物。因此，在2月18日，当两群人合在一起成立香港兴中会总部时，为避免竞争者之间的冲突，领导职位只好暂时空着。
香港兴中会总部的成员，发誓要“驱除鞑虏，恢复中国，创立合众政府”。这一秘密誓词，可能是一种创新。至于章程，则基本沿用檀香山分会的。香港兴中会总部没有提出特殊的政治纲领，但其章程显示了坚强的民族主义信念，暗示了一种革命的解决办法。章程描绘了中国一旦为列强分裂“子子孙孙世为奴隶”的可怕情景，抨击清朝政府纲维败坏，致使“民不聊生”；号召“贤才志士”为维护“国体”团结晓谕人民，同时采用现代科学技术使国家富强。总之，这些受过教会学校教育的人（其中有些人精通英语比汉语更甚），责备因循守旧的领导者，并对国学是否有用提出疑问；强调要维护“国体”，就必须有现代思想及用这种思想武装的领袖。
此外，章程还认为，中国的改革和维护中国的独立完整，不只是中国人的事：任何人，不问其国籍，只要有适当的人介绍，并愿为中国出力，均可入会。邀请外国人参加，对于一个公开宣称其宗旨在于反对列强欺凌中国的组织来说，是不可思议的。这反映了它的实用主义思想。孙中山、杨衢云及其追随者认为，在准备向清王朝挑战的时刻，惊动外国人是没有好处的。他们觉得，外国人的支持，抑或至少持中立态度，是革命成功的必要条件。他们还设想，一个现代化的强大的中国，不仅能威慑潜在的侵略者，还可消除侵略的祸根。他们相信，倘若中国在制度上实行改革，被分裂的危险就不存在；而此改革，也正是西方传教士、商人和外交官一直要求的。兴中会究竟有多少“贤才志士”为孤立清廷而情愿迁就外国人的某些利益，在此后的数月便见分晓。
兴中会的实用主义态度，亦可从其筹款策略看出。它借助利润刺激，不亚于借助中国人的爱国主义。每认购10港元的股银或债券，“开国之日”可收回百元。章程的这种委婉说法，与提及革命无异。
然而，这并不意味兴中会是个克制自己言行的群众组织。在香港入会的会员仅11名，但一个月后这些人却密谋袭取广州。蒙受日本之辱的清王朝已陷于混乱，密谋者看到采取行动的时机已到；他们的家乡广东是第一个目标，继而各地群起响应，也许从外面一推，清王朝便坍倒。总之，各种可供选择的目标已近在眼前，在首次革命尝试中，孙中山将全力以赴，随机应变。