孙中山见袁世凯没有和谈诚意，决定自任总指挥，出兵六路北伐。1月13日继莫文蔚部首战告捷后，北伐军已在安徽、河南、湖北等战场取得了胜利。然而，孙中山外部受到列强恫吓；内部受到反对派掣肘，汪精卫之流更指责孙中山贪恋总统之位破坏议和。
孙中山不得不终止北伐。1月14日，唐绍仪出面再次向伍廷芳试探袁世凯总统之位问题。孙中山第三次致电表示：如清帝实行退位、宣布共和，则临时政府决不食言，文即可正式宣布解职，以功以能，首推袁氏。
与之同时，各方人士包括袁世凯的亲信，纷劝袁世凯痛下决心，当机立断。张謇致电说：甲日满退，乙日拥公，东南诸方，一切通过。南勋北怀，未可得志，俄蒙英藏，图我日彰。即公所处，亦日加危。愿公奋其英略，旦夕之间勘定大局，为人民无疆之休，亦即位公身名俱泰，无穷之利。唐绍仪等致电说：清必倒，民国必成，宁使人诽谤为王莽曹操，而西方华盛顿不能专美于前。
孰得孰失，当能决之。袁世凯又百般试探，认为万无一失后，决定“劝幼帝退位，以国让民”，“另拟优待皇室条件，征南方同意”。袁世凯前对清廷一直信誓旦旦，表示其个人“始终主张非君主立宪政体不可”；“受国世恩，一定主持君主立宪”；“虽时势至此，岂忍负孤儿寡妇乎”；“始终忠于朝廷，终身不为共和党所用”。此时总统之位有了保证，他立马转而加紧逼宫。1月16日，袁世凯与内阁大臣联衔上折，软硬兼施，劝逼清帝逊位。
袁世凯亲自奉折到养心殿见隆裕太后和宣统皇帝。
溥仪后来在《我的前半生》中回忆道，当时他幼小无知，只见一个陌生的矮胖老头跪在红毡垫上与隆裕太后相对流涕、伤心欲绝，不知发生了什么事情。他更不知貌似忠心耿耿的矮胖老头袁世凯，哽咽说出的竟是一派逼他退位的劝诱恫吓之词：环球各国，不外君主民主两端。民主好比尧舜禅让，是顺民心之所归，非历代亡国之可比。我朝继继承承、尊重帝系。然孔孟之道是民重君轻。且民军欲改民主。况此次战祸东西友邦贸易损失已非浅鲜，尚居中调停，是因我只是政治改革而已，再发展下去，则难免不无干涉，民军亦会更恨朝廷。
读法兰西革命史，如若路易王室早顺民情，何至被杀无遗！民军所争的是政体而非君位，所要的是共和而非宗社。我皇太后、皇上何忍使列祖列宗震惊，被赶出紫禁城？必能俯鉴大势，以顺民心！1月19日，袁世凯会见英国公使朱尔典，提出由清廷授予他全权组织临时政府，临时政府暂设天津，企图将清廷与南京临时政府同时抛弃。
皇室亲贵、蒙古王公彻底看清了袁世凯的野心，或者组织勤王敢死队，或者协同保皇的宗社党，准备武装反对共和。南京临时政府孙中山明确提出：清帝退位，清政权同时消灭，不能把政权私授臣民；袁世凯不得于民国未举之前，接受清廷授予的统治权、再于北京成立临时政府以自重；各国承认中华民国之后，临时总统辞职，请参议院公举袁为大总统。
孙中山解释说：前电言清帝退位，临时大总统即日辞职，意以袁能与清政府断绝一切关系，变为民国国民，故许以即日举袁。现袁意不但欲取消清政府，并欲同时取消民国政府，自在北京另组织一临时政府。此种临时政府将为君主立宪政府乎，抑民主政府乎，人谁知之！纵彼自谓为民主政府，又谁为之保证？故昨电谓须俟各国承认后，始行解职，无非欲巩固民国之基础，并非前后意见有所冲突也。袁世凯只有再逼清廷实行共和。内部贿买近臣奕劻、那桐、太监小德张等，不断危言耸听恫吓隆裕太后；外部密令北洋将领公开电奏反对帝制，赞成共和，明示清廷已无兵可依。
1月26日晚，发生了宗社党首领良弼被革命党人所炸、继饮袁世凯党人所送止痛药酒而死事件，加剧了紧张局势。隆裕太后被迫作出皇帝退位、颁布共和的决定。为催促清帝退位早成现实，袁世凯又拟电稿、命段祺瑞等以前敌将领名义发出，杀气腾腾道：共和国体，原已致君于尧舜，拯民于水火。
乃因二三公迭次阻挠，以致恩旨不颁，万民受困。现在全局威迫，四面楚歌，京津两地，暗杀制动党林立，稍疏防范，祸变即生。三年以来皇族之败坏大局罪实难数。事至今日，皇上欲求之一安富尊荣之典，四万万人欲求一生活之路而不见许，瑞等不忍宇内有此败类也，谨率全体将士入京，与王公剖陈利害，挥泪登车，昧死上达！2月11日，隆裕太后认可了南京临时政府“清帝退位条件最后修正案”（主要包括：清帝仍旧保留皇帝的尊号，并仍住在宫庭内；民国政府待以外国君主之礼，而且每年供给四百万元的费用；宫内各项执事人员照常留用，民国对皇帝原有的私产特别加以保护。此外，还规定皇族的王公世爵照旧保留，私产一律得到保护）。
袁世凯则将尚未颁发的清帝退位诏书电达南北议和代表伍廷芳、唐绍仪，并转南京临时政府孙中山、黎元洪等。接着又发一电，向南京临时政府保证：“永不使君主政体再行于中国”。中有：共和为最良国体，世界之公认，今由弊政一跃而跻及之，实诸公累年之心血，亦民国无穷之幸福。大清皇帝既明诏辞位，业经世凯署名，则宣布之日，为帝政之终局，即民国之始基。从此努力进行，务令达到圆满地位，永不使君主政体再行于中国。
1912年2月12日（宣统三年十二月二十五），隆裕太后以宣统皇帝的名义颁发退位诏书，清帝正式逊位。由此，不但结束了清皇朝二百六十多年的统治，而且结束了二千多年来的皇帝专制制度。而依据荒谬的优待皇室条件，紫禁城中仍合法存在一个小朝廷，溥仪仍住宫中，以皇帝名义封官授爵，受一小撮怀抱复辟清朝梦想的旧官僚拥戴，长期作为外国帝国主义和国内野心家制造中国变乱的工具。直至1932年，日本帝国主义将溥仪搬到长春，建立了所谓的“满洲国”，此是后话。
临时大总统
清帝逊位的当天晚上，袁世凯在外交部大楼把脑后的辫子剪掉，一边剪，一边不断哈哈大笑。次日，即2月13日，袁世凯完全无视南京临时政府孙中山“清廷不能将政权私授臣民；袁世凯不得接受清廷授予的统治权、于北京成立临时政府以自重”的声明，援引他自己委托在上海的张謇起草的清帝退位诏书中“袁世凯前经资政院选举为总理大臣，当兹新旧代谢之际，宜有南北统一之方，即由袁世凯以全权组织临时共和政府，与民军协商统一办法”为根据，宣布组织“临时共和政府”，自称“全权组织临时共和政府”首领，并将他原内阁中的各部大臣，改称为各部首脑。
所发布告云：
政府机关不容有一日之间断，现值组织临时政府，所有旧日政务目下仍当继续进行。现有内外大小文武各项官署人员，均照旧供职。孙中山不希望见到的事情最终成了现实：清廷与袁世凯之间进行了国家权力的私相授受，北京出现了一个继承清政府并且企图吞并南京政府的“临时政府”。
然而，事态如此发展，几乎是必然的——既然南方各省要依靠袁世凯的力量结束清王朝，怎么能够指望袁世凯不从清王朝手里取得政权？又怎么能够阻止袁世凯在北方成立与南京政府相对立的政权呢？孙中山只能委婉提出异议：共和政府不能由清帝委任组织，若果行之，恐生莫大枝节。
执事（指袁世凯）明于理势，当必知此。袁世凯强硬作答说，他暂时羁绊北方，是因北方“危机隐伏”，他要保护“全国半数之生命财产”。“现在北方各省军队暨全蒙代表，皆以函电推举为临时大总统。清帝委任，无足再论”。就是说，袁世凯受北方各省军队暨全蒙代表推举为临时大总统，既不是清帝的委任，也不一定要靠南京的选举。
尽管如此，孙中山仍践前言，向南京临时政府参议院递交了辞去中华民国临时政府大总统职务的辞呈，同时，送交了举荐袁世凯为临时大总统的咨文。为了保证南京政府是为统一的全国政权机构，孙中山举荐袁世凯的咨文在强调新总统必须遵守《中华民国临时约法》的前提下，严正声明：临时政府设于南京为各省代表所定，不能更改，袁世凯须离开北方老巢到南京就职，届时原临时大总统及国务员方行解职。这里，孙中山把“辞职”和“解职”分成两码事。
虽然他辞职了，但并没有“解职”，袁世凯到南京就职以前，以他为首的南京临时政府仍然存在。2月14日，参议院选举袁世凯为中华民国临时政府大总统，随即电告袁世凯，称他为“世界之第二华盛顿，中华民国之第一华盛顿”，务请驾临南京参议院受职，孙中山亦表示派专使北上迎接。
袁世凯如愿以偿，立即以临时大总统取代了自封的临时共和政府首领头衔，对内对外文告中自称“新举临时大总统”，并在北京成立了临时政府筹备处。南京政府虽然宣布庆祝南北统一，但事实上南京和北京各自存在着一个临时政府，南京政府并没有统一全国，在已经宣布共和的各省中，南京政府也不能统一行使政权，孙中山虽未“解职”，却已是辞了职的临时大总统，他的政府在等待着袁世凯来接收。袁世凯一方面接受了清王朝的政权，控制着北方各省军队，一方面又被革命阵营推戴为临时大总统，全部优势到了他手里。他坚决不赴南京就职。后来袁世凯对亲信回忆说：南中欲以虚荣厚礼诱吾就彼范围，此调虎离山之计。
施于他人，宁不如愿？若尝试于我，夫亦太不自量力矣！岂真三十老娘，今日竟至倒绷孩儿哉！袁世凯拒绝南下的借口是，如若他离开北京，“一切变端立现”。他并争取各国驻京公使，得到“临时政府必须设在北京，否则不予承认”的承诺。孙中山则致电袁世凯，说明首都不设北京、暂设南京是为打消世人有“宫庙未改之嫌”、“城社尚存之感”。请袁世凯另举他人给予镇守北方全权，维持北方秩序，即速南下赴宁。
同时委派教育总长蔡元培为专使，外交次长魏宸组、参谋次长钮永建、法制局长宋教仁、汪精卫等人组成欢迎使团，偕同唐绍仪前往北京，催迫袁世凯南下。袁世凯一面盛大欢迎专使，“恳谈”南下问题，口称“极愿早日南行”，说安排好留守人选马上动身；一面在2月29日晚北京市民庆祝中华民国成立及欢迎南京专使提灯游行时，唆使其亲信部下曹锟部驻禄米仓的北洋步兵辎重队与驻朝阳门外的炮队发生哗变。变兵里应外合，打开朝阳门，乱放枪炮、高喊狂呼：“袁宫保要走，我们没人管了，抢啊！”他们骚扰专使，烧杀劫掠商民，据统计，京城内外共有4600多家商铺被抢，史称“北京兵变”，又称“禄米仓兵变”。紧接着，天津、保定也发生兵变。帝国主义列强立刻配合行动，借口保护使馆和侨民，出动京津驻军，增派军队进京，日本军队且在秦皇岛登陆。
造成只要袁世凯一离开北京，“内忧外患”即刻到来，非由袁世凯坐镇北京不足以稳定北方的形势。袁世凯藉势致电孙中山，意在迫其迁就。孙中山则表示要率兵北上支援。袁世凯立时慌了手脚，复电说“该兵匪等事后尽数溃走，绝无政治上意见”，经过弹压地面、抚恤商人等，“现人心已定，秩序渐次恢复”，“毋庸远劳军旅，请停止出发”。
同时通电全国，表示：专使到时，决意南下，组织临时政府，统一南北，用慰国民之厚望。今遇此变，实行维艰，公等幸谅。且驻京外交团及吾国驻外各代表等均云，方今欲巩固民国，保全共和，舍速建立统一政府，想全国心理，均表同情。因兹政变，南行无期，组织政府，势必从缓，凯实焦灼万状。
混乱中从驿馆被迫躲到外国友人家里的迎袁专使蔡元培，没有想到这一切都是袁世凯一手导演的（后任民国总理的唐绍仪在回忆录中披露了事实真相：兵变时，唐绍仪连夜去见袁世凯。二人坐下正要说话，曹锟戎装革履、排门闯入，报告说：大总统！昨奉大总统密令，兵变之事，已办到矣！袁世凯见曹锟说漏，当即啐骂：胡说！滚出去！），3月2日，将北方“兵变”、列强干涉恐不可免、袁世凯不能南下等情急电南京，以速建统一政府为当前最要问题，请对袁迁就。孙中山被迫再次妥协退让。3月6日，参议院通过了统一政府组织办法六条，允许袁世凯在北京就职。
4月1日，孙中山正式解除临时大总统职务。4月5日，临时参议院议决临时政府迁往北京，南京政府终至解散。事态遂沿着袁世凯的意愿发展——清王朝取消以后，南京政府也一并取消。1912年3月10日，袁世凯身着大礼服，在北京就任临时大总统。宣读誓词如下：民国建设肇始，百凡待治。世凯深愿竭其能力，发扬共和之精神，涤荡专制之瑕秽，谨守宪法，依国民之愿望，蕲达国家于安全强固之域，俾无大民族同臻乐利。凡兹志愿，率履勿渝！俟召集国会，选定第一期大总统，世凯即行解职。仅掬诚悃，誓告同胞。
独裁大总统袁世凯当上了民国临时大总统，虽然口口声声赞成共和，但他实际上始终认为，中国不具备实行民主政治的条件，共和不适合中国国情，根本行不通。
他曾说：共和主义不过起于一二党魁之议论，非真为人民所主持。余深信国民中有十分之七系守旧分子，愿拥戴旧皇室，进步一派不过占十分之三耳。若今次革命推倒清室，将来守旧党必又起而革命，谋恢复帝制。