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孙中山于8月24日下午到达北京，袁世凯派亲信赵秉钧代表欢迎，又为孙中山准备了朱漆金轮马车，由正阳门入城。孙中山本想在第二天再拜会袁世凯，但袁表现得积极主动，当晚就派人来迎接孙中山。
据当时参加这次会见的人回忆，当时孙中山到了铁狮子胡同总统府，由内客厅步行出来，站在台阶口准备迎接。这时袁世凯的马队也飞驰而到，平素袁一向上下车皆须侍从搀扶，但这一次他摆手示意侍卫不要搀扶，自己硬撑着走上台阶，表示步履轻健的样子，走到台阶的最高两级他步趋慢了下来。孙走前两步，前来握手，袁亦肃然趋前握手，说：“先生路上一定很辛苦吧。”
袁世凯对这次会面显得很庄重，身穿军服、佩刀。当时军礼，室内待宾须脱帽并摘下佩刀。袁或因当天过于兴奋又相当紧张，竟将礼节忘记。他平素有挠头的习惯，落座以后，袁照常挠鬓，因手触帽，忽觉自己未曾脱帽、摘刀，于是赶紧用手解摘佩刀，而佩刀在腰间撑得很紧，一时解摘不下，才慢慢用左手把军帽脱下。一时间稍显窘迫。
在孙、袁说话之间，卢夫人由厅旁内室走出相见，宋霭龄则陪在卢旁。那时宋的身份是卢夫人秘书兼翻译。袁世凯对卢夫人也显得很客气，致问饮食及路上情形周到备至。袁世凯比孙中山大7岁，但相比之下，孙态度肃穆自然，而袁则拘束异常，两人显然不在一个层面上。
当晚袁世凯请孙中山和卢夫人在总统府大礼堂晚宴，约了内阁阁员作陪，两人席间并未正面谈及政治问题。袁世凯在欢迎辞中客套说：“财政外交，甚为棘手，尤望先生不时匡助。”孙中山答辞表示：“惟自军兴以来，各处商务凋敝，民不聊生，金融滞塞，为患甚巨。挽救之术，惟有兴办实业，注意拓殖，然皆恃交通为发达之媒介。故当赶筑全国铁路，尚望大总统力为赞助。”袁世凯在孙中山走后对别人说：“不图中山如此瞭亮！”而孙中山也对身旁人评价：“袁总统可与为善，绝无不忠民国之意，国民对袁总统，万不可存猜疑心，妄肆攻讦，使彼此诚意不孚，一事不可办，转至激迫袁总统为恶。”看得出来，孙中山最初还是心存善意，以国家大局为重，希望事态朝着好的方向发展。
孙中山此次在北京逗留约一星期有余，袁世凯嘱咐身边亲信陪孙共谒明陵、游居庸关、至张家口，每天再将亲信召至府中，打探孙中山的举止、语言等。这段时间是孙、袁关系的蜜月期，两人会面13次之多，且多为密谈，有时只有总统府秘书长，有财神爷之称的梁士诒在座。据梁回忆，每次谈话时间自下午4时至晚10时，有几次甚至谈至次晨2点。
在一日宴会上发生了一件不甚愉快的插曲。据袁世凯身边的张国淦日记记述：
中山来京后第三天，袁世凯在迎宾馆设筵为其洗尘，到者有四五百人，在大厅布置┌┐形餐案，孙及其随员北面南向坐，袁及内阁阁员及高级官吏皆向坐，北洋一般军官坐在东西两排，孙、袁在正中对坐。入座后说了一些普通客套话，吃过一个汤，第二个菜方送上来，便听到西南角上开始吵嚷，声音嘈杂，说的都是“共和是北洋之功”，随着又骂同盟会，认为是“暴徒乱闹”，随着东南角也开始响应，并说“孙中山一点力量也没有，是大话，是孙大炮”、“大骗子”。这时两排的军官已经都站了起来，在吵嚷的同时，还夹杂着指挥刀碰地板、蹬脚和杯碟刀叉的响声，但都站在自己的座位呼喝乱骂。中山态度还是从容如常，坐在他旁的秘书宋霭龄也不理会。仍照旧上菜，只是上得很慢。
我当时想袁或段（陆军总长段祺瑞）该说一说，你们不能胡闹，但他们始终没有作声。闹了有半小时左右，似乎动作很有步骤，从当时的情形看，显然是布置好的。起头的是傅良佐等，想在吵闹时等中山或他的随员起向答辩，便借机由北洋军人侮弄他一番。但出乎意料的是中山等始终没加理睬，若无所闻。筵宴终了，孙、袁回到副厅休息室，厅内便又大乱起来。北洋军人离开座位肆意乱吵，非常得意，很久才逐渐散去。
那些席上胡闹的北洋军官，究竟是否是在袁的授意下，给孙中山上演的一场“戏”，我们无从考证，但至少可以从中看出，这些旧官僚们对孙中山还是颇为不敬的。但这些丝毫没有影响两人初次会晤时对外释放的友好信息。孙中山曾对袁表态：“十年以内大总统非公莫属。”这个意见也见诸于公开言论。而据报载，袁世凯甚至也曾向孙中山表示，可加入国民党。
著名历史学家唐德刚先生在《袁氏当国》一书里，对孙、袁两人作了相对客观的点评。他说，袁世凯是传统中国里的“治世之能臣，乱世之奸雄”，才大心细，做事扎扎实实，有板有眼，是位极有效率的行政专才和标准的中国法家。但是他无理想，对现代政治思想更是一无所知。
而孙中山恰恰是袁的反面。孙中山周游世界，爱国之心极为强烈，为人又好学深思，满头脑理想，欲施之于中国，而道不得行。辛亥之后自己虽不在位，但对袁世凯倒满怀幻想，因此在与袁氏密谈时，他诚心诚意地劝袁练兵百万以强中国，而自己则愿专任修路之责，希望把全国铁路延长至20万里（一说10万英里）。
孙中山这席话虽出自一位伟大爱国者的至诚，但是听在有高度行政和经济建设经验的袁世凯的耳朵里，就是天方夜谭不切实际。所以袁氏后来在背后说孙中山是个“大炮”。孙中山的“孙大炮”的诨名，据说就是袁世凯叫出来的。但袁氏是个老谋深算的旧式官僚，他不愿开诚布公地质疑孙中山此计划的可行性，反倒为了笼络孙中山，顺水推舟，让孙氏监修全国铁路，让他完成20万里的伟大计划。
孙中山的全国铁路计划
袁氏派孙中山去修筑铁路，显然是投其所好，给这个革命领袖找个优差肥缺，安顿下来，免得他继续革命或重新造反。而孙中山是个真诚的爱国者，他并没有过多的权谋之心、看穿袁世凯的真实意图，而是很认真向中西媒体正式宣布自己今后的使命之后，就认真地干起来。
孙中山的铁路建设思想，最早见于他在1894年写的《上李鸿章书》里。辞去临时大总统一职后，作为实现其民生主义的一部分，孙中山数次向外界宣讲筹划全国铁路的必要性及诸多益处。1912年7月22日，孙中山被上海中华民国铁道协会推举为会长后说：
凡立国铁道愈多，其国必强而富。如美国现有铁道20余万（英）里，合诸中华里数，则有70万里，乃成全球最富之国。中华之地5倍于美，苟能造铁道350万里，则可成全球第一强国。
9月，孙中山专程去八达岭张家口考察詹天佑设计修建的京张铁路，并正式邀请詹天佑当他的技术助手。孙中山对筹建铁路的热情，也正中袁正凯的下怀。他特授孙中山以筹划全国铁路全权，出任中国铁路总公司总理，设总部于上海。他还把自己当年为慈禧太后回銮时所特制的豪华花车，拨给孙中山用，以便巡视全国铁路现状，同时命令各地地方官，对巡视路政的孙中山盛大招待。黄兴同时也受任为汉粤川铁路督办以助孙中山一臂之力。在袁世凯的怂恿下，孙中山率领大批失业党人，乘了豪华专车，到全国视察去了。等到后来孙、袁交恶，当局要清查铁道公司的账目，却发现铁道一寸未建，而视察公款已花了百十万两。
关于10万英里铁路、100万英里公路的建国方略，是孙中山一生的目标，但在一无资金二无人才的现实条件下，他1公里铁路也未修成过。历史学家唐德刚先生说，他后来查阅大陆资料时发现，1998年3月中国铁道部在确定今后五年加快铁路建设的总目标时说，“2000年铁路营运里程达到6—8万公里；到2002年，突破7万公里”——这就是说，中国直到21世纪初，铁路营运里程的目标尚在“突破7万公里”，而孙中山要在民国初年建20万里铁路，如果说“中山因无行政经验，乃有此失”，那袁世凯其实是明知其不可为而故意“设阱以陷之”，这就是袁之大奸巨猾的表现了。
成立国民党
孙中山此次北上，晤袁是一个主要内容，另一个主要内容是参加国民党的成立大会。
在南京临时政府成立后，1912年1月22日，同盟会在南京举行了一次重要会议，有来自内地18个省的2000多名会员代表参加。会上，胡汉民代表孙中山，提议将誓词修改为“颠覆满清政府，巩固中华民国，实行民生主义”，获一致通过。在讨论日后政党改组问题时则分歧很大，讨论结果，大多数认为武装革命已告结束，应改为公开的政党，因为孙中山当时在主持国政，汪精卫被选为总理，但汪精卫并没有就任。
同盟会领导的辛亥革命，终于推翻了已经腐朽不堪的清王朝。中华民国的成立，民主气氛高涨，“政党政治”一时成为热潮，在很短的时间内竟出现上百个政党，出现党派林立的局面。3月3日，中国同盟会本部于南京召开全体大会，孙中山又一次当选为同盟会总理；在宋教仁的鼓动下，同盟会通过了新修订的《总章》。这个新纲领核心精神是将同盟会从过去秘密的“革命党”变为公开合法的“政党”。在他们的心目中，“政党”就是西方那种在议会中通过选举取得执政权的党，而“革命党”并非“政党”。在这种背景下，他们将“革命党”同盟会改造成“政党”国民党。
中华民国临时政府迁都北京后，同盟会总部也于4月25日由南京迁到北京，日常事务由宋教仁主持。在参议院中，同盟会占有多数席位，这令袁世凯颇以为患，急欲削弱其力量。他支持立宪派人士张謇、汤化龙等联合统一党、民社党、国民公党、国民共进会等小党，成立了共和党，出版机关报——《国民公报》，公开称南京临时政府为“假政府”。
袁世凯就职后，让唐绍仪组成的内阁人选里，涉及外交、内政、陆海军、财政和交通等实权部门的总长人选，都清一色掌握在袁氏人物手中。
黄兴在新政府的职责是在南京留守。其实是要遣散部队，以让革命后的国家有个喘息之机，来从事和平建设。当时很多人都找上门来，希望谋个一官半职，面对挥之不去的求职者，最后黄兴只好登报声明，不允徇私，无职可给。要遣散30万官兵，最低限度的恩饷（遣散费），非250万两不可。留守处哪有这笔巨款呢？依法报请北京国务院索饷。
初上任的唐绍仪总理也两手空空，除举外债之外，别无财源。不得已，他向四国（英、美、德、法）银行团商借外债8500万两。在签约之前，请求对方先垫付3500万两，以解燃眉之急。四国原已答应垫款，但是日本、俄国闻之后抗议——每个列强在中国的目的不一样，英国意图占西藏，俄国要新疆、蒙古、满洲，日本要占南满和闽南，它们唯恐彼此�