孫中山獲悉清帝退位即致電袁世凱，請其就任臨時大總統。但對袁世凱又不放心，希望能對其有所製約。本來《臨時約法》規定的是總統製，匆匆忙忙改成內閣製，定都南京，並再三催促袁世凱南下就職。
南京政府派出的北上專使剛抵達北京，北京就發生了嘩變。嘩變的表麵起因是裁餉，士兵們喊著“宮保要走了，我們沒人管了”，在繁華市區分頭搶掠放火，劫搶之能事尤勝於八國聯軍。士兵搶了上千家的店鋪，而迎袁使團住的地方槍聲尤其密。專使們一個個倉皇從窗戶跳出，在牆根底下蹲了半宿，他們的行李也被洗劫一空。變亂由北京擴及天津、保定和豐台，連火車上的旅客也被洗劫。
變亂一起，北方各政團組織便紛紛上書袁世凱，要求他坐鎮北方保護民眾，並指責是南京臨時政府爭執定都地點釀此變故。一向強勢的各國使館更是強調對本國僑民生命財產加強保護，北京的各日本商店都出現了荷槍守護的日兵。
迎袁專使感到北方局勢的嚴重，轉而要求臨時政府放棄定都南京的主張。南京方麵委曲求全，同意袁世凱在北京就臨時大總統職。事後證明，嘩變由袁世凱的長子袁克定等人背後煽動而起。
袁世凱如願在北京就任臨時大總統以後，立即以軍費過大為借口，逼迫革命黨人所控製的南方各省裁軍。黃興等人大都被裁軍宣傳所迷惑，以為“建設時期”已經到來，用約法、議會、內閣足以約束袁世凱，沒有必要再保留大量的武裝力量，僅僅在兩個月內就把統率下的民軍裁撤殆盡。由於隻發少量的遣散費，黃興不得不“日日以演說革命大義”來動員軍隊解散。
在革命黨人毫無保留地裁撤軍事力量之際，袁世凱卻大肆擴編嫡係武裝。到二次革命前夕，北洋軍和依附袁世凱的軍隊超過15萬人，人數、裝備都遠遠超過了南方革命黨控製的軍隊。
孫中山與黃興兩位革命黨首領應袁世凱之邀，先後抵達北京與之共商國是。袁世凱的態度異常親切、誠懇、百依百順，甚至孫中山說要在中國實行“耕者有其田”，袁也不加思索，連聲讚同。見麵後孫中山對袁世凱予以極高評價，認為此人無論思想還是才幹，都是民國第一人，可以讓他主持軍政，自己離開政壇去做社會工作。黃興也表示，袁總統“實為今日第一人物”。
孫中山認為，清皇室已被推翻，《中華民國臨時約法》規定了公民的各項權利，大總統袁世凱也維護革命成果，剩下的就是提高民眾生活水平，改善民生問題了。
關於民生，孫中山在西方和日本流亡多年，對國外發達的鐵路交通十分欽仰，“要想富，先修路”。他滿腦子的理想，認為鐵路發達可移民墾荒，開發資源，繁榮商業和增加國家的財政收入。他向袁世凱提出：“未來十年，你練百萬精兵，我修二十萬裏鐵路，何愁不國強民富！”
袁世凱是傳統的“治世能臣、亂世奸雄”，做事紮實，是極有效率的行政專才和老謀深算的舊式官僚。他不願開誠布公地質疑孫中山計劃的可行性，反倒為了籠絡孫中山，順水推舟，盡量滿足孫中山的要求。他特授孫中山籌劃全國鐵路全權，月俸3萬元，並將當年為慈禧太後特製的豪華花車撥給孫專用。黃興則被任為漢粵川鐵路督辦。
1912年10月，孫中山在上海成立中國鐵路總公司，滿懷信心地開始了籌措資金、設計幹線等修路準備工作。革命黨人中不少人那時處在“失業”狀態：清廷已亡，無“命”可“革”；新成立的袁世凱政府又排擠他們，沒有職位安排，這下他們又紛紛來投奔老領導。
不僅僅是修鐵路，在此期間孫中山還設想了一係列宏偉的建設計劃，後來統稱為《建國方略》，提出：修建10萬英裏的鐵路，以五大鐵路係統把中國的沿海、內地和邊疆連接起來；修建遍布全國的公路網，修建100萬英裏的公路；開鑿、整修全國的水道和運河，在三峽建壩，大力發展內河交通和水力、電力事業；在中國北部、中部及南部沿海各修建一個世界水平的大海港，並認定這些宏偉計劃十年內即可實現。澳大利亞記者端納對此感慨：他不僅是個狂人，而且簡直是個瘋子！