1905年7月，在黑龙会领袖内田良平的牵线下，孙中山返回日本东京，倡导筹备成立中国同盟会。 中国同盟会
1905年8月20日，在东京赤坂区头山满提供的民宅二楼榻榻米房，中国革命同盟会成立（中国同盟会由兴中会、华兴会、光复会合并而成），孙中山被推举为总理，黄兴等任庶务；除制定了《军政府宣言》《中国同盟会总章》和《革命方略》等文件，并决定在国内外建立支部和分会，联络华侨、会党和新军，成为全国性的革命组织。其机关刊物是《民报》。孙中山为其总理，黄兴为副总理。会上通过了孙中山起草的《中国同盟会宣言》、《中国同盟会对外宣言》以及由黄兴等起草的会章。会章共30条，以后经过修改、成为24条。当天，还选举了总部的主要干部。孙中山被一致推选为中国同盟会总理。黄兴被推为负责执行部的庶务。中国同盟会的本部设在日本东京。
中国同盟会确认其政纲为孙中山提出的“驱除鞑虏，恢复中华，创立民国，平均地权”十六字纲领，该纲领后又被解释为三民主义学说；发行《民报》作为机关刊物（原名《二十世纪之支那》，为华兴会机关刊物，同盟会成立后易名《民报》）。《民报》在章炳麟、陶成章等主编下，由胡汉民、汪精卫等执笔，与由康有为、梁启超执笔的主张保皇的《新民丛报》展开激烈论战，成为革命思想的重要阵地。
中国同盟会的前身是湖南华兴会（黄兴、宋教仁、陈天华等）和广东兴中会（孙中山、胡汉民、汪精卫等）。继兴中会之后，全国各地资产阶级革命团体相继出现，主要还有江浙光复会（陶成章、章炳麟、蔡元培、秋瑾等）、科学补习所等多个组织。
中国同盟会在1907年一度分裂。孙中山因未经众议收受日本政府资助离开日本，导致光复会退出。孙中山与汪精卫、胡汉民等于南洋另组总部；而黄兴则继续支持孙中山。