辛亥年十一月初二日，孙中山先生由欧洲返国抵香港，胡汉民、廖仲恺由广州赶至香港迎候。胡对于当时的革命形势自有一套看法，因此主张孙中山先生不要北上，留粤主持一切。他的理由是：
“当前的革命形势，满清垮台已无问题，可是袁世凯则是革命最大阻力。袁的问题不仅是他本人为一奸雄，加上他还有北洋系的四镇兵力，这四镇兵力无疑的乃是当前最富战斗力的部队，所以袁的势力至少可以达到武汉，甚至湖南，而广东对北洋军来说，因为距离较远，鞭长莫及，自可埋首建立一支反袁的革命部队。目前姚雨平已组成劲旅，不过人数不多，若有半年时间，简练民军，全力扩充，则五六万精兵不难组成，以此和袁一拼，才有必胜把握。所以先生目前以留粤为上策，因为现在赴上海，必被拥为总统，这个总统没有能战的兵卒，一定受制于袁，对革命事业是无补的。”
胡的意见很正确，可是孙中山先生却更有卓见，孙先生说：
“你只知其一，不知其二，我们革命不是靠坚甲利兵，如果我们不能登高一呼，身入虎穴，那么人民所仰望于革命志士的是什么呢？我们如果能以和平收革命全功，则是开世界革命的先河，何必先在家乡练兵。目前的形势是急需要一个革命政府以资号召，如能建立一个政府，则满清必然倾覆，袁世凯也不可能抗拒。我们是革命同志，应该示人以诚，信任别人，不宜先预防他人不服，而一意谋以武力取天下。”
胡汉民、廖仲恺都被孙中山先生伟大抱负和开诚胸襟所感动，胡表示愿随孙先生北上。这时追随孙先生同赴上海的还有吴敬恒、马君武、张继等。十一月初六日，孙中山先生一行抵达吴淞，上海方面革命党人陈其美、黄兴、汪兆铭等均在码头欢迎，大家相见狂喜，竟至拥抱跳跃。
孙中山先生抵沪后下榻爱俪园。初七日召集最高干部会议，出席的有：黄兴、胡汉民、汪兆铭、陈其美、宋教仁、张静江，居正、马君武等，会商组织临时政府方案，一致公举孙中山先生为中华民国临时大总统。宋教仁主张实行责任内阁制，孙先生认为责任内阁不是中国鼎革时所宜实行的制度，但宋坚持，孙中山先生终于勉强同意，并命宋和张继等磋商内阁总理人选。张继主张推宋教仁，宋坚决不肯接受，并提议推黄兴。黄初不肯接受，宋乃请居正、田桐、吕天民等再敦劝黄兴，黄最后才应允。但此拟案，必须交由南京的各省代表通过，因各省代表原已通过中华民国临时政府是总统制，而现在却要改为内阁总理制。
辛亥年十一月初八日黄兴、宋教仁专车赴南京，驻丁家花园，晚赴咨议局出席各省代表大会，讨论修改临时政府组织法。可是各省代表多不赞成内阁制，因此表决时还是通过总统制。
初十日17省革命代表开正式选举会，出席的17省代表名单为：奉天代表吴景濂，直隶代表谷钟秀，河南代表李搫，山东代表谢鸿焘，山西代表景耀月、李素、刘懋赏，陕西代表张蔚森、马步云，江苏代表袁希洛、陈陶怡，安徽代表许冠尧、王竹怀、赵斌，江西代表林子超、赵士北、王有兰、愈应麓、汤漪，浙江代表汤尔和、黄群、陈时夏、陈毅、屈映光，福建代表潘祖彝，广东代表王宠惠、惠宪甫，广西代表马君武、章勤士，湖南代表谭人凤、邹代蕃、廖名搢，湖北代表马伯援、王正廷、杨士杰、胡瑛、居正，四川代表萧湘、周代本，云南代表吕志伊、张一鹏、段宇清。由浙江代表汤尔和为议长，广东代表王宠惠为副议长，江苏代表袁希洛为书记。首由议长汤尔和宣布开会，并报告我国数千年专制政体已告结束，共和政体已经实现，大家热烈鼓掌。随后即进行选举，每省为一票，共17票，开票结果，孙中山先生以16票当选，另一票为黄兴。议长遂隆重宣布孙中山先生当选为中华民国首任临时大总统。大会同时通过，推举汤尔和、王宠惠至上海恭迎孙中山先生至南京就职。十二日开会，黄兴临时提议以中华民国为纪元，改用阳历，大会亦一致通过。散会后黄兴乃发两则电报，一致陈其美：“陈都督鉴：今日参议会决议改用阳历，并以中华民国纪元。明日为中华民国元年正月一日，请公布。”一致《民立报》于右任：“《民立报》于君右任鉴：今日由参议会决议，以明日为中华民国元年正月一日，孙大总统来宁发表临时政府之组织。”
同时发出通电：“本日在宁开临时大总统选举会，到会者十七省。孙中山先生当选为临时大总统，特此通告。”孙中山先生当选为临时大总统后，有电给武昌的黎元洪：“武昌举义，四海云从，列国舆论，歌诵民军，无微不至，而尤钦佩公之艰苦卓绝。文于中国革命，虽奔走有年，而此次实行，并无寸力，谬蒙各省代表举为总统，且感且愧，惟有勉为其难，以副诸公之盛意。武汉为全国之枢纽，公之责任维艰，伏维珍重。”黎亦有复电给孙中山先生：“顷接各省代表会蒸电称：临时大总统之任，先生当选，曷胜欣贺！先生识高千古，虑周全球，挽末世之颓风，复唐虞之盛治，使海内重睹汉官威仪，不独四万万同胞之福，即东西各国亦莫不景仰高风，为中华民国庆！专此电贺。中华民国万岁！中华民国大总统万岁！”