1917年和1923年，孙中山曾先后两次在广州建立中华民国军政府，任军政府大元帅。
其初，在辛亥革命推翻清王朝之后，由孙中山建立了民国，并制定《临时约法》。不久，《临时约法》为袁世凯废除。1917年7月，张勋复辟失败之后，由段祺瑞担任国务总理，掌握北京政府大权，并非法解散了国会。7月21日，当时的海军总长程壁光、第一舰队司令林葆怿脱离北京政府，通电“拥护约法”，率第一舰队从上海开往广州。8月25日，南下的国会议员在广州召开非常国会。31日通过《中华民国军政府组织大纲》，宣布恢复《临时约法》，决定由军政府大元帅对外代表中华民国，并行使对内的行政权。
9月1日，非常国会选举孙中山为军政府大元帅。10日，军政府正式成立，孙中山宣誓就任大元帅职。及后，由于滇桂两系军阀伙同反对孙中山，并操纵非常国会，于1918年5月4日通过修正军政府组织法，取消大元帅，改为七总裁合议制，孙中山被迫通电辞职。
继后，孙中山离开广州，退居上海，继续策划革命，1920年8月，命令援闽粤军回师广东，10月29日一举攻克广州。1921年4月，国会非常会议再度通过《中华民国政府组织大纲》，选举孙中山为非常大总统。1922年6月15日，由于当时的广东省长兼粤军总司令陈炯明发动武装叛乱，制造了“永丰舰事件”，逼孙中山下野。8月9日孙中山再度被迫离开广州前往上海。
1923年1月4日，孙中山发表讨伐陈炯明通电，并令许崇智、杨希闵、刘震寰等从潮汕、梧州等地进攻广州，16日广州克复，各军将领纷电孙中山回粤统筹大局。3月2日，孙中山在广州重任陆海军大元帅，再度建立大本营。从此策划了第一次国共合作。
孙中山最初的大元帅府，设于海珠区纺织路东沙街（今称东沙路）28号，原广东士敏土厂旧址。1983年8月13日，经广州市人民政府公布列为重点文物保护单位，为三层四面环有走廊的洋房，至今保存完好。
