也就在袁世凯到达湖北前线的不久，十一月十二日，袁世凯派赴武昌的“招安使”刘承恩、蔡廷干到达武昌后，带回了黄兴代表起义的革命党人的信函，同意了袁世凯许给革命党方面的条件也是实行君主立宪，责任内阁。已经成为革命军湖北军政府都督的黎元洪和另一位革命党人汪兆铭都同意推举袁世凯为新成立的共和国第一任大总统；而革命党中许多人也认为袁世凯是能领导中国的政治领袖，在南方独立各省为组建中央临时政府召开的联合会议汉口会议中，就有“虚临时总统之席以待袁君反正来归”的决议。而在上海召开的上海会议根据汉口会议的精神，同样决定暂缓选举临时大总统，以虚位待袁。
十二月二日，通过英国驻汉口领事葛福的斡旋，武汉和南京革命军与清军达成停战协议。十天后，全国十四个省代表共三十九人，由武汉、上海齐集南京，决议于十二月十六日选举临时大总统，山西省的代表里面赫然有赵怀桑派出的代表身影在其中。十二月十八日，袁世凯和黎元洪派代表在上海就政体、清皇室善后、大总统的确立等问题展开讨论，南北达成共识，召开国民会议表决相关议题，根据当时的形势，袁世凯无疑将当选民国首任总统。这样的结果虽然是革命党人愿意的，但绝不是同盟会可以接受接受的。二十日，在欧洲游逛的孙大炮经香港归国，他是在月初同盟会发现局势对他们不利、民意全部都倒向袁世凯时才向这位名义上的同盟会大老板发去催促回国电报的。
从欧洲回来的孙大炮谢却了胡汉民等人劝他留在广东，整训军队，举兵北伐，然后“实力廓清强敌，乃真成南北统一之局”的要求，而是直接去了上海。二十五日，孙大炮到达上海，受到热烈欢迎。报纸纷传孙携有巨款回国，记者问他：“你这次带多少钱来”？孙则说：“予不名一钱也，所带回者革命之精神耳！革命之目的不达，无和议之可言也”！因为他确实没有带什么钱回来。
一九一一年十二月二十八日，南北议和谈判开始，当时关内十八省都发生过武装起义，其中湖北、湖南、陕西、江西、云南、江苏（含上海）、贵州、浙江、安徽、广西、福建、广东、四川共十三省宣布独立，只有直隶、河南、甘肃、山西、山东五省在袁世凯控制下之外。其中山西、山东、甘肃境内和宁夏地区都曾宣布独立，山东、甘肃被袁世凯的军队控制，而山西和宁夏两地，在赵天一父子的安排控制之下很快平息。为此，袁世凯已经通过清政府任命赵怀桑为新的山西巡抚，统领山西一切政务和军务。为了不使同盟会期盼已久的大总统落入袁世凯手中，二十八日晚，同盟会连夜在南京召集代表开会，提出成立政府，并私下里选孙大炮为中华民国第一任临时大总统。第二天，在南京的十几个省代表，正式选举临时大总统，结果如同盟会所愿，在孙大炮不在场的情况下他被当选为临时大总统。在上海的孙大炮得知消息，狂喜，立即复电南京，表示接受，他说：“光复中华，皆我军民之力，文孑身归国，毫发无功，竟承选举，何以克当？惟念北方未靖，民国初基，宏济艰难，凡我国民，具有责任。诸公不计功能，加文重大之服务，文敢不黾勉从国民之后，当克日赴宁就职，先此敬复”。但私