辛亥革命爆發後,1911年12月,各省都督府代表聯合會移湖北會議,組織臨時政府。南京光復後,各省代表於12月14日在南京開會。12月15日,浙江代表陳毅報告袁世凱贊成共和,於是各省代決定暫緩選舉臨時大總統。並承認日前在上海所奉之大元帥、副元帥,並將“組織大綱”增加1條“臨時大總統未舉定以前,其職權由大元帥暫任之”,虛位以待袁世凱。 12月4日,當各自代表赴武昌時,留上海代表忽然選舉大元帥副元帥。選舉結果,黃興得16票,當選大元帥,黎元洪得15票,當選副元帥。在武昌的各省代表得知訊息後,表示不予承認,並由黎元洪電上海撤銷。後來因時勢要求,復予承認。但當時駐南京代表的蘇浙兩軍,屬意黎元洪為大元帥,於是各省代表在12月16日,有大元帥副元帥倒置的建議。12月17日,黃興力辭大元帥之職,並推舉黎元洪為大元帥,而各代表公決,黎元洪為大元帥。直到12月23日,黎元洪說受大元帥名義,並委任副元帥代行職務,使各代表不知所措。而孫文於12月25日抵上海,並將大元帥、副元帥之問題懸而不議,決定於12月29日開選舉臨時大總統會。
12月28日,在南京召開臨時大總統選舉預備會。12月29日,各省代表在南京召開選舉臨時大總統會。臨時大總統根據《中華民國臨時政府組織大綱》第一條:“臨時大總統,由各省都督代表選舉之;以得票滿總數三分之二以上者為當選。代表投票權,每省以一票為限。”選出。參加選舉的有直隸、奉天、山東、山西、河南、陝西、湖北、湖南、江西、安徽、江蘇、浙江、福建、廣東、廣西、雲南、四川等十七省代表四十三人。大總統候選人為孫中山、黎元洪、黃興。孫中山獲得十七張有效票中的十六票(湖南代表譚人鳳投給同鄉黃興,一說浙江省代表所投),當選為中華民國第一任臨時大總統。
1912年1月3日,各省代表會舉選舉臨時副總統大會。出席代表34人,有被選舉資格者,為黎元洪、黃興。結果,選舉票17張,黎元洪得全票,當選中華民國第一任臨時副總統。