革命運動的真正領導人和思想家是孫中山（1866～1925），他以一位受西方思想影響的職業革命家的新形象出現在中國曆史上。康有為（1858～1927）是獲得進士頭銜的人，他所進行的改革即便是接受了西方思想的影響，但本質上仍然是儒家思想。而孫中山是一個接受了西方教育的思想家，而且是一名基督教徒。孫出身於廣東附近的一個農民家庭，但他不屬於紳士階層，故此為了獲得社會的認可他必須長期奮鬥。他13歲時來到夏威夷的檀香山，投奔企業經營上頗有成就的長兄。在那裏，他在聖公會教堂學校念了小學，又在當地上了中學。從1887到1892年，他在香港醫學院學習西醫，但是他後來選擇了作職業革命家，而沒有去作一名醫生。
1895年10月，在聯合原有的反清秘密組織的基礎上，孫中山籌備第一次起義。他想控製廣州，並以此為革命根據地。可惜起義計劃提前泄漏，孫經香港逃亡日本。像康有為一樣，他把日本作為自己反清活動的基地，並且由此周遊世界，以便說服東南亞、美國以及歐洲的海外華僑團體，獲得他們對革命的支持，請他們對在華組織起義予以經濟幫助。
自從贏得了1895年對清政府戰爭以來，日本就成了中國改革派和革命派的社會樣板，因為它證明，一個亞洲民族怎樣才能變成為一個現代化的強國。尤其是1905年對俄國的戰爭勝利以後，日本的聲譽不斷提升。日本政府也明白，借助於“亞洲是亞洲人的亞洲”這個口號，就可以把中國人的仇恨轉移到西方列強身上去，並由此形成整個亞洲各民族之間的理解與團結。年輕的中國人成群結隊地湧向日本去求學。1902年在日本有500名中國學生，1905年增長到8000人，1906年就增加到1.3萬人。而中國的改革派和革命派都紛紛從這些中國留學生中為自己召募追隨者。東京發展成了中國政府反對派的大本營。
在20世紀初的5年中，康有為憑借著他的維新運動而置身於孫中山這位“非智者”之上，所謂“非智者”也就是沒有接受過儒家係統教育的人。可是，彼此這種位置狀況很快就發生了變化。1905年8月，孫中山在留學生中組織了革命團體“同盟會”，並被推選為會長。他所起草的同盟會綱領追求的是三大革命：
——一場民族革命，把中國從滿族的統治下解放出來，並且恢複它的主權；
——一場民主革命，推翻帝製，建立共和；
——一場社會革命，實施平均地權，同時在城市中采取措施限製嶄露頭角的資本主義，以避免產生一個貧困的無產階級，也就避免發生孫中山在倫敦所看到的現象發生。
後來，孫中山把這三點總結為“三民主義理論”。1905年思想、計劃的中心就是一場民族革命。它符合中國自對日戰爭失敗以及義和團的教訓以來所形成的民族主義情緒。
在1906年到1911年4月之間，同盟會與其他革命團體以及反清秘密組織在中國南部至少組織了8次起義，其中6次是在廣東。可惜全部失敗了。1911年秋又獲得了最佳機會，因為北京的清政府與渝、鄂、湘、粵的紳士和商人由於廣東至杭州以及四川到杭州的鐵路的國有化問題陷入僵局，這些鐵路是唯一由中國人建的，而且是這些紳士們拿的錢，可是清政府卻要收回。1911年10月10日，武昌（今日的武漢三鎮之一）爆發了武裝起義，這是同盟會領導下的起義，而且起義軍接管了這座城市。清王室就像一座紙糊的房子，頃刻之間就塌陷了。短短的六周時間內，15省就宣布脫離清朝政府。除了環繞北京的幾個省份外，其餘部分全部為革命軍所掌控。此時，孫中山還在美國。他立刻起程回國，除了在倫敦為了獲得對革命軍的認可而簡短停留外，他風塵仆仆，一路不停，於1911年12月25日趕到上海。4天後，各省代表幾乎一致選舉他為臨時大總統。1912年1月1日，孫中山在南京提出建立中華共和國，南京為國家首都。
北京的王室對此無能為力。1908年11月慈禧太後去世，而37歲的光緒皇帝卻先她一天而去，他極有可能是被慈禧的黨徒所毒殺，因為他們對慈禧死後光緒重新掌權非常害怕。新皇帝是3歲的溥儀，其父出任攝政王。他在危難之際求助於袁世凱，而袁是慈禧當政時的軍隊首領和頗有影響力的大臣之一。在慈禧死後，攝政王曾因袁世凱參與1898年顛覆光緒的事變而將他解除。而此刻攝政王卻期待得到駐紮在北京附近的袁世凱的北洋軍的幫助，以便平息南方的革命暴動。
而袁世凱卻與革命軍進行商談。孫中山和他的革命政府高級領導人，也就是那些誌在避免內戰，因而願意與北洋軍妥協的領導人表示，可以滿足袁世凱想當總統的願望，但是袁必須滿足兩個條件：強迫清朝皇帝遜位；支持建立共和。袁世凱表示，同意接受這兩個條件。1912年2月12日，清朝皇帝形式上遜位。中國兩千餘年的古老的帝製從此壽終正寢。