在運用“批判的武器”與改良派進行鬥爭的同時，孫中山率領革命黨人對清王朝也展開了“武器的批判”。僅從1907年5月至l908年4月不到一年的時間裏，孫中山就在華南措海沿邊地區連續發動了6次武裝起義，即1907年5月的潮州黃岡起義，6月的惠州七女湖起義，9月的防城起義，12月的鎮南關起義，l908年3月的欽州馬篤山起義和4月的雲南河口起義。其中鎮南關之役，還親臨前線，點放大炮，為傷員裹傷，革命士兵深受鼓舞。
1910年，孫中山又派人在廣州策動了新軍起義。這些起義相繼失敗之後，不少革命黨人灰心喪氣。但孫中山毫不氣餒，他說：一敗何足餒，吾曩之失敗，幾為舉世所棄，比之今日，其困難實百倍。今日吾輩雖窮，而革命之風潮已盛，華僑之思想已開，從今麵後，隻慮吾之無計劃無勇氣耳!”在孫中山的鼓勵下，大家重新鼓起勇氣，又於1911年4月發動了影響最大的廣州黃花崗之役。
上述武裝起義，由於革命黨人主要是在部分新軍、會黨或防營中進行工作，而不是有計劃、有組織地發動群眾，因而均歸失敗。但是，這些起義在政治上、精神上卻給清政府以沉重地打擊，動員和鼓舞了廣大人民群眾，為辛亥武昌起義的勝利奠定了基石。
1911年10月10日夜，震憾中外的武昌起義爆發了。第二天，義旗插遍黃鶴樓上，龜蛇山下，湖北軍政府在人民的歡呼聲中宣告成立。當時，孫中山正在美國科羅拉多州募款。12日，他從丹佛的地方報紙上看到了“武昌為革命黨占領”的電訊。他的心情是多麼興奮，多麼激動!他從事武裝鬥爭十多年，組織過十數次起義，沒有一次成功，而現在，革命軍居然把清朝統轄的一個位於中國心髒地區的大城市給占領了!他堅信，這一回清政府非垮台不可，卻沒有想到勝利的日子會來得這麼快。他馬上終止了在美國演說籌款的計劃，開始著手他認為更具有重要意義的工作，即進行樽俎之間的外交鬥爭，斷絕清政府的外援。經過40多天緊張地外交活動，於12月25日返回上海。這一時期，報上盛傳孫中山從歐美列強那裏借得大宗貸款，還購買了軍艦、武器一並帶回。他一上岸，記者蜂擁而上，將他包圍，紛紛詢問：。“您這次帶了多少錢來？”孫書山笑著向他們擺了擺手，回答說：“予不名一錢也，所帶回者，革命之精神耳!”
1912年1月1日，是中華民國誕生的日子。這一天，孫中山從上海乘火車前往南京。途經蘇州、無錫、常卅、鎮江各站，都受到群眾夾道迎送，“共和萬歲”的歡呼聲不絕於耳。到達南京時，全城店戶懸旗結彩，1萬多市民擁上街頭，熱烈歡迎孫中山的蒞臨。當天晚上舉行臨時大總統就職典禮，孫中山莊嚴宣誓：“傾覆滿洲專製政府，鞏固中華民國，圖謀民生幸福，此國民之公意，文實遵之，以忠於國，為眾服務。”宣誓畢，各省代表捧授大總統印信，用它來取代被打落的皇冠和玉璽。典禮結束後，孫中山親自送代表們到大堂階沿，代表們請大總統留步，孫中山說：“我是人民之公仆，諸位是人民之代表，即是主人，理應送你們。”
臨時政府成立後，孫中山為了實行民主改革，陸續頒布了幾十道法令。他首先采取一個與滿清統治徹底決裂的象征性行動，下令各地居民限期剪掉辮子；其次，在保障人權方麵，規定：禁止對犯人的刑訊和體罰；廢除奴婢賣身契約；禁止買賣人口和販賣“豬仔”華工；取消對矽戶、惰民、擾伶、娼妓、雜役等的歧視，他們享有同等的國民權利等。在革除不良社會習俗方麵，禁止賭博、纏足、種植和吸食鴉片等。在刷新吏治方麵．禁止官吏循私枉法，取消官場中“大人”、“老爺”稱呼等。另外，在發展工商業及改革教育製度等方麵也采取了新舉措。這些政策法令具有反封建的進步意義，對於民族資本主義的發展和自由民主觀念的傳播，起一定的促進作用。
孫中山本人在刷新吏治方麵做出了很好的榜樣。他廉潔奉公，不講排場，住處簡陋，衣著樸素。臨時大總統府設在舊兩江總督衙門，他就在西邊一座平房內辦公，一座簡陋的小樓內居住，穿得是一件粗劣的呢大衣。孫中山的用人原則是任人唯賢。章炳麟曾經反對過孫中山，並散布過取消革命黨的言論。孫中山批評了他的錯誤，但認為不能把他置人反對民國者之列，仍聘請他當南京臨時政府樞密顧問。孫中山“不治家產”，也不為家人謀取特權，終生都保持這種崇高的品質。他前後當過兩任大總統和兩任大元帥，未曾帶過一位兄弟姐妹做官。在擔任臨時大總統期間，有人推薦他的哥哥孫眉出任廣東都督，被他堅決拒絕了。孫中山也未曾在家鄉購置過一點家業。上海莫利愛路一棟小樓住宅，是華僑集資購贈的。為了革命，孫中山還曾將它兩度抵押借款。
南京臨時政府的建立，雖然標誌著資產階級民主革命取得了重大勝利但是，作為封建專製象征的清朝政府仍然存在，北方數省仍然控製在清內閣總理袁世凱的手裏，南北處於對立的狀態。麵對這種局勢，臨時大總統孫中山把主要精神用在了如何結束清朝君主專製統治，實現全國的“統一”上。這在當時，也就是如何處理“南北議和”．並對袁世凱采取什麼方針政策的問題。