岌岌可危的清朝起用袁世凯任内阁总理大臣。虽然袁世凯发兵击溃湖北的革命军，但他希望议和以实现自己的目标，之后双方断断续续停战，并正式派代表于上海议和。革命期间因有黎元洪与黄兴之争，直至孙中山自海外返国，方被独立各省代表选为临时大总统。

1912年1月1日，孙中山在南京总统府宣誓就职，中华民国正式成立。同年1月至3月，中华民国临时政府将去年12月25日通过的《中华民国临时政府组织大纲》定为临时宪法，定南京为临时首都。2月12日时，隆裕太后在袁世凯等大臣的劝说下，代宣统帝溥仪发布《退位诏书》，清朝至此结束。

袁世凯利用军事优势与政治手腕，在南北议和中取得绝对优势。不久，孙中山让位于袁世凯，政府迁都至北京，史称北洋政府。于此时期，中华民国遭遇两次危机，一次是袁世凯欲称帝的洪宪帝制，最终因蔡锷、唐继尧与李烈钧等人发起护国战争（又称云南起义）推翻袁世凯政府。另一次为张勋发动的溥仪复辟，最终被段祺瑞所击败。而后段祺瑞废除《临时约法》，孙中山随即发起护法运动，于广州建立护法政府，军政时期开始。此时期，由西方引进民主及科学思想，发起许多运动。以北京学者为首的新青年派等知识份子发起新文化运动。而以南京学者为首的学衡派等知识份子倡议复兴中华文化。于第一次世界大战后成为战胜国，但因为巴黎和会的青岛归属问题使知识分子愤而发起五四运动，最后政府拒签凡尔赛条约。

北洋政府因为府院之争、贪污腐败（例如曹锟利用贿选担任总统）与军阀割据而动荡不安。最后分裂成数个军阀，主要势力有：据有东北、河北及山东的奉系张作霖（含鲁系）、河南湖广的直系吴佩孚及江南的新直系孙传芳。至于广州护法政府则受实力派军阀牵制，又因陈炯明政见与孙中山相左，使第一次北伐失败。之后孙中山在寻求美、英、法政经支援未果后，采取联俄容共政策，在共产国际协助下重建政府，在苏联协助下成立黄埔军校。1925年，护法政府改组为国民政府，并建立国民革命军（简称国军或革命军）。国军东征陈炯明，平定滇、桂叛军，缔造了北伐契机。最后以蒋中正为总司令于1927年宣布北伐。

北伐期间，国军主力北上攻下长沙与武汉，击败直系后东征攻下南昌。东路军经由闽浙，最后与主力军会合于南京，新直系溃败。之后因为容共问题，蒋中正于南京另立国民政府并宣布清党，是为宁汉分裂。随后武汉同意“分共”，与南京复合，史称宁汉合流。遭驱除的中国共产党则于8月1日发动南昌事件。1928年西北军冯玉祥与晋系阎锡山加入国军，兵分三路攻向北京。期间日本为阻碍北伐于济南引发五三惨案，国军避免冲突而绕道。最后国军攻克北京；东北奉系军阀张作霖于沈阳皇姑屯车站遭日本人炸死。年底，其子张学良宣布东北易帜，至此北伐完成，中国大致上统一。

1928年，国民政府完成北伐后定南京市为首都，改北京市为北平特别市；以青天白日满地红为国旗；以1924年孙中山在黄埔军校开训典礼训辞为国歌。根据《国民政府建国大纲》，北伐成功后开始训政时期，该时期至1947年颁行《中华民国宪法》时方告结束。至抗战前这段时期又称“黄金十年”。在外交上，外国在华特权通过外交途径逐渐收回。为了建立运输要道，以南京与兰州为中心，建立连省公路与粤汉、浙赣及陇海铁路，并且建立广泛分布的通讯设施改善讯息传输。财政方面则是稳定物价、改革银行和统一币制，并且增大工业和农业生产。为了提升民生品质，积极将立法和刑法系统现代化。改善公共卫生设施、立法禁止毒品买卖。并且制定国语以便统一中国社会。这些改革增进了民众的统一感和自豪感。

但于国防上，中华民国处于内忧外患的窘境。由于中央推行军政统一使得地方派系被削弱，导致地方与中央的关系恶化，最终地方各派系（如桂、晋及冯）陆续与中央发生了战事，史称中原大战，最后中央军胜利。而后为了对付据守赣南的中国共产党，先后发起五次“剿共”。中国共产党最后于1934年10月“长征”撤退，最后抵达陕北。日本军阀于此期间逐步加强侵略，九一八事变后吞并东北并建立满洲国。一二八事变意图侵略上海，最后国军成功抵御而停战。随后日军藉由长城战役、华北自治运动，企图吞并华北。当时军事委员会委员长蒋中正定下“攘外安内”的政策，旨在避免对日全面开战与剿共同时并行。但在中国共产党倡行“抗日民族统一战线”、国内反日逐步高涨以及张学良因剿共失利及东北军思乡等因素，于1936年12月发生西安事变，使蒋中正同意停止剿共并收编红军为国民革命军八路军与新四军。此事件促成了第二次国共合作，中国共产党得以稳定，改写了中国现代历史。不过，由于国民政府仍无强大经济力与武力对日抗衡，当时只能避免对日全面作战。

1943年11月国民政府主席蒋中正、美国总统罗斯福与英国首相邱吉尔在埃及首都开罗召开开罗会议

1937年7月日本引发卢沟桥事变，攻陷华北。蒋中正定下“以空间换时间”、固守耗敌以待国际局势转变。8月上海发生淞沪会战，国军战败受创惨重，但也将日军战略改为由东至西入侵。首都南京沦陷后，日军发动南京大屠杀，震惊国际。国民政府则迁都至重庆市。而后南北日军欲会师徐州时，国军于台儿庄击溃之，史称台儿庄大捷。而后为了防止日军南下及西进，国军决堤阻敌。当时国军军力共170万人。因战争爆发，立宪延后。

中国共产党所属的新四军与八路军亦加入抗战，共约四十万兵力。该两支共产党军队参与敌后游击战对抗日军并巩固本身的根据地以发展军事力量，较有名的对日战役为平型关之役（国共联合）与百团大战。1938年8月至10月发生武汉会战，日军攻下武汉，同期间又登陆大亚湾，攻下广州并侵略华南。由于战线拉长，日军转入相持阶段。1939年期间中日双方于豫鄂湘桂各省交战，日军三次南下长沙皆为国军击溃，史称长沙大捷。在沦陷区，国共两党军队开辟敌后战场并展开牵制与游击，使日军仅能控制据点与交通线。日本为了管理占领地并达成“以华制华”目的，陆续建立蒙疆联合自治政府及南京国民政府（汪精卫政权）。

在外交上，美国力促中日和谈。由于日方条件过高使中方难以接受，以及日本占领法属中南半岛，和谈最后破裂。1941年7月美英中荷各国成立“ABCD包围网”以对日禁运。最终日本于12月7日偷袭珍珠港，开启太平洋战争。中国遂正式成为同盟国一员并正式对日宣战。蒋中正任中国战区统帅，史迪威任参谋长。英国开放滇缅公路补给物资，英美各国亦对中签订平等条约。由于英美各国采“先欧后亚”策略，中国仍未减轻负担。日本意图切断中国补给线，于1942年攻击缅甸，国军派远征军入缅援英。最后缅甸被日本占领，滇缅公路中断。1944年中英盟军反攻收复缅北，并建立中印公路。这段期间日本发动“一号作战”，先后打通了平汉、汉粤线，建立大陆补给线。并攻至独山，一度威胁重庆。

1945年时，美军已逐步逼近日本本土，国军在中美空军支援下牵制日军并轰炸大陆补给线。日军意图反制而发动豫西鄂北会战、鄂西会战与湘西会战，国军皆抵御成功。4月国军发动反击，至8月收复广西全境，并意图收复华南。8月初，美国在日本广岛与长崎先后投下核弹，苏联亦依据《雅尔达密约》对日发动八月风暴行动，攻灭满洲国并占领中国东北。最终日本天皇裕仁于8月15日宣布无条件投降，9月2日日本外相重光葵于美舰密苏里号签署降书，9月9日侵华日军总司令冈村宁次于南京向中国陆军总司令何应钦呈交投降书。至此第二次世界大战结束，抗战胜利，中华民国收复东北与台湾及其附属岛屿。虽然国军因为装备、经济等因素不如日军，在整体战争中处于劣势。但是国军成功拖住部分日军军力，并在部分战役中获得胜利，使盟军得以在战略上顺利对付日军。

1945年10月25日，中国战区台湾省受降仪式在台北市中山堂举行，台湾及澎湖列岛正式重归中国版图。从此，被日本占领长达50年之久的台湾岛回归祖国。

二战结束后，中国共产党势力大致上扩张到华北及东北地区，形成割据。自1945年9月起至次年1月，共党为与中央争夺受降权和受降区域与中央军发生武装冲突。1945年10月10日，国共两党在重庆达成双十协定，确定以军队国家化、政治民主化、党派平等、地方自治之途径达到和平民主建国，并尽速召开政治协商会议商讨制宪事宜。年底，美国总统特使马歇尔调停之下，国共双方代表在1946年1月签订了一月停战令，并召开各党平等参加的政治协商会议。各党平等协商并确定了《中华民国宪法草案》。然而，同年春天，国共又爆发政治摩擦；4月起，东北发生大规模军事冲突。1946年5月，国民政府由陪都重庆迁还南京。11月15日国民政府在南京召开制宪国民大会，由于中国共产党及中国民主同盟因对政府改组和东北调停结果不满而拒绝参加。此次会议通过《中华民国宪法草案》正式为《中华民国宪法》，并于隔年公布与施行，国民革命军改组为中华民国国军。1948年，增加蒋中正所提出的《动员戡乱时期临时条款》。行宪国民大会选举蒋中正为总统、李宗仁为副总统。5月20日，蒋中正、李宗仁就任总统及副总统职，国民政府改组为中华民国政府，宪政时期开始。

1946年5月孙立人屡屡于东北击败解放军，直逼哈尔滨。此间美国国务卿马歇尔要求停战，孙立人也由于与上级杜聿明意见不合，蒋中正将孙立人委以虚职再迁调台湾，使得东北战况随之逆转。1947年初，中共三次拒绝国府的和平要求、坚持废除宪法，至此国共谈判完全破裂。2月，美国宣布完全退出国共调停，并开始在中国撤军。胡宗南率军攻进延安。至此，国共内战全面爆发。

1947年11月，内战炮火下，开始全国大选。1948年初，解放军反攻驻守于大城的政府军。入夏，国军困守城市，失去周围农村拱护，战局对政府不利。9月，解放军占领济南，发动决战。1948年9月辽西会战爆发，林彪南下围攻锦州，廖耀湘救援失败。锦州、沈阳先后被解放军攻下，东北失守，政府内部要求蒋辞职呼声甚高。11月爆发徐蚌会战。由于战略规划错误，刘峙与杜聿明仅坚守陇海线，使得国军防线被解放军切割包围，国军于隔年1月溃败。当时华北受到孤立，1948年11月平津会战爆发，东北解放军入关，在天津失守后，北平守将傅作义投降，华北全数被解放军占领。1949年1月底，蒋中正宣布下野，仍任国民党总裁，由李宗仁继任总统。

李宗仁任代总统期间向中国共产党提出和谈，冀望“划江而治”。1949年4月的北平和谈因中华民国政府不接受共产党的要求而告终，随后解放军发动渡江战役，武汉、南京及上海相继被攻陷。8月，林彪部占领长沙和福州，10月占领广州，11月刘邓部队攻克重庆，12月中旬占领成都，至次年3月占领西昌。中华民国政府依序迁往广州、重庆、成都、西昌等地。李宗仁见大势已去，赴港后前往美国。蒋中正于西南持续作战，最终失败。

随着国军在解放战争中被逐渐消灭，中华民国最后灭亡。1949年10月1日，中华人民共和国成立，定都北京，宣告中华民国正式退出大陆历史舞台。