投身民主革命
中法战争中，孙中山目睹清政府的卖国、专制和腐败，开始产生反清和以资产阶级政治方案改造中国的思想，经常发表反清言论，同时与早期的改良主义者何启、郑观应等有所交往。1892年，孙中山毕业于香港西医书院，随后在澳门、广州等地一面行医，一面结纳反清秘密会社，准备创立革命团体。1894年，孙中山上书直隶总督、北洋大臣李鸿章，提出“人能尽其才，地能尽其利，物能尽其用，货能畅其流”的改革主张，但未被接受。
同年11月，孙中山在檀香山组织兴中会。1895年2月，在香港联合当地爱国知识分子的组织辅仁文社，建立香港兴中会。同年10月，兴中会密谋在广州起义，事泄失败，孙中山被迫流亡海外。1900年10月，孙中山派郑士良到广东惠州（今惠阳）三洲田发动起义。义军奋战半月，开始颇为得手，后因饷械不继而失败。
戊戌变法以后，因日本友好人士的活动，孙中山与康有为、梁启超为代表的改良派曾商谈过合作问题，但因改良派坚持保皇，反对革命，合作未能实现。
1904年，孙中山在日本、檀香山、越南、暹罗（今泰国）、美国等地对华侨及留学生宣传革命。1905年，在比、德、法等国的留学生中建立了革命团体，在此期间也与国内的革命团体和革命志士建立了联系。
创建同盟会
1905年8月，孙中山与黄兴等人以兴中会、华兴会等革命团体为基础。在日本东京创建全国性的资产阶级革命党同盟会，孙中山被推举为总理，他所提出的“驱除鞑虏，恢复中华，创立民国，平均地权”的革命宗旨被采纳为同盟会纲领。在同盟会机关报《民报》发刊词中，孙中山首次提出民族、民权、民生三民主义。
同盟会的成立，有力地促进了全国革命运动的发展。他派人到国内外各地发展组织、宣传革命。孙中山成为中国民主革命的旗帜，他领导的对改良派的批判，为辛亥革命的爆发做了有力的思想准备。1906～1911年，同盟会在华南各地组织多次武装起义，孙中山为起义制定战略方针，并在海外奔走，为起义筹募经费。
推翻封建帝制
1911年10月10日，武昌起义爆发，各省纷纷响应。孙中山在美国得知消息后，12月下旬回国，即被17省代表推举为中华民国临时大总统。1912年1月1日，孙中山在南京宣布就职，组成中华民国临时政府。1912年2月12日，清朝宣统帝（溥仪）被迫宣布退位，中国结束长达2000多年的君主专制制度，建立了共和国。孙中山制定和公布一系列改革和进步的法令，3月11日，颁布带有资产阶级共和国宪法性质的《中华民国临时约法》。
由于受到帝国主义、封建主义的强大压力与革命党本身的涣散无力，孙中山被迫在清帝退位后，于1912年2月13日辞去临时大总统职，让位于袁世凯，4月1日正式解职。此后一年多，孙中山积极宣传民生主义。7月发动二次革命，失败后再度出亡日本。1914年6月，孙中山在东京组织中华革命党，希望恢复和发扬同盟会的精神。袁世凯复辟帝制失败，孙中山于1915年5月初回到国内，继续为捍卫共和制度而斗争。
创建黄埔军校
1924年5月，孙中山在苏联和中国共产党的帮助下建立了“陆军军官学校”，全称为“中国国民党陆军军官学校”。因其校址设在广州的黄埔岛上，亦称“黄埔军官学校”，简称“黄埔军校”。1926年1月更名为“中央军事政治学校”，国共两党都派出重要干部到校任职。孙中山任学校总理，亲自定了“精诚团结”的校训。
黄埔军校自创建至1927年4月共举办过4期，培养出一支保卫广州革命政权和进行北伐战争的骨干力量。他们中的很多人成为中国共产党军事力量的领导骨干。
在第二次讨伐陈炯明叛变的“东征”战斗中，有许多学员参加了实际战斗，为保卫广东革命政权、稳固北伐后方做出了贡献。黄埔军校是当时非常著名的革命军事学校，不仅它的学员积极参加了“五卅”、“沙基”和收回教育权等政治运动，而且毛泽东、鲁迅等许多知名人士曾亲临学校演讲。但是，后来蒋介石叛变革命，黄埔军校开始变质，成为蒋介石对付中国共产党的工具。