段祺瑞解散國會後，孫中山在廣州召開國會非常會議，組織護法軍政府，就任大總統，並誓師北伐。1945“上黨戰役”開始。至10月12日，國民黨軍隊被殲三萬五千餘人，促成了《雙十協定》的簽字。

 廣州軍政府大門

1917年9月10日，孫中山在廣州就任軍政府大元帥，並痛斥北京政府拒絕恢復《臨時約法》和國會，表示要盡大元帥之職，戡定內亂。非常國會還選出唐紹儀、伍廷芳、孫洪伊、張開儒、程璧光、胡漢民分任財政、外交、內務、陸軍、海軍、交通各部部長，由孫中山照準任命。同時還任命軍政府秘書長章炳麟，總參謀長李烈鈞，海軍總司令林葆懷，大元帥府新軍總司令李福林，大元帥府參軍長許崇智，軍政府一軍部司令陳炯明，大元帥府高等顧問吳景濂。廣州軍政府成立後，南北形成對峙局面，護法運動正式開始。
段祺瑞借張勛把黎元洪趕下台，又以“討逆”名義打垮張勛，然後以國務總理掌握實權。他後來決定廢棄《臨時約法》和國會，另行召集一個臨時參議院，以達到建立獨裁政權的目的。孫中山指出，段的做法是“以偽共和易真復辟”。段只是形式上與袁世凱、張勛不一樣，實質上與袁、張無別。7月17日，孫中山偕廖仲愷、朱執信等人，率領宣布自主的海軍艦隊到達廣州。國會議員相繼南來。8月25日，南下國會議員在廣州召開非常會議。30日，非常國會通過《軍政府組織大綱》。9月1日，非常國會選舉孫中山為大元帥。孫中山就職以後，即宣布段祺瑞為民國叛逆，興師北伐，開始維護《臨時約法》的護法戰爭。

廣州軍政府大元帥孫中山身著戎裝像