袁世凯称帝失败后，孙中山重回中国。1917年，段祺瑞在张勋复辟后“再造共和”，废止了1913年选出的国会。身在上海的孙中山展开护法运动（亦称“三次革命”），号召国会议员一起到广州，召开国会非常会议，组织护法政府并就职为“大元帅”，誓师北伐。但广州护法政府逐渐由桂、滇系军人控制，孙中山实力有限，甚至出现“政令不出士敏土厂（大元帅府）”的情况。孙中山曾尝试发动兵变而未果。
1918年桂、滇各系控制国会改组护法政府，以七总裁取代大元帅，孙中山被架空，被迫去职。1919年10月，改中华革命党为“中国国民党”。1920年，陈炯明成功击退盘踞广州一带的桂、滇系，请孙中山重回广州。次年，广州非常国会取消军政府，选孙中山为大总统（习惯上称为非常大总统)，开始第二次护法运动。
孙中山就职后，力主军事北伐，最终与主张“暂缓军事、联省自治”的陈炯明产生激烈冲突。1922年6月，陈炯明发难，爆发炮击总统府事件，孙中山化装离粤，退居上海。