1918年，段祺瑞再任国务总理，仍主“武力统一”，派直系军阀吴佩孚等率军进攻湖南，与徐树铮等组织安福俱乐部。西南各省军阀为维护自身利益在广州组织护法联合会，谋与广州军政府对抗而与北方军阀妥协。不久，非常国会改组军政府，将大元帅制改为总裁合议制，选举孙中山、岑春煊、唐绍仪、伍廷芳、陆荣廷、唐继尧、林葆怿七人为总裁，岑春煊为主席总裁，意在排挤孙中山。孙中山愤而辞去大元帅职位，离广州赴上海，护法运动至此失败。孙中山对革命前途深感失望，遂埋头于《孙文学说》的著述中。
8月，段祺瑞、徐树铮利用安福俱乐部操纵国会选举，选徐世昌为大总统。新国会成立后以安福系马首是瞻，故又称之为安福国会。直系军阀吴佩孚等不甘心为段祺瑞所利用，通电主张“和平”，反对段祺瑞的“武力统一”。南方护法军政府复电赞成。总统徐世昌也发布停战令。在各方压力下，段祺瑞被迫下令前线各军暂取守势。于是，南北议和开始。
本年，北京政府与日本签订《陆军共同防敌军事协定》和《海军共同防敌军事协定》，日本军队大批进入我国东北地区，遭到留日学生和国内各界人士的强烈反对；中日订立满蒙、山东铁路借款合同各2000万元；北京陆军部与日本银行团订立参战借款合同2000万元：美国向英、法、日三国提议联合组织四国银行团，共同对华投资，包揽贷款；上海英美烟公司烟厂工人罢工：上海英商祥生船厂工人罢工；上海日商日华纺织公司女工千人罢工；陈独秀、胡适等主编的《每周评论》在北京创刊；孙中山于夏天致电列宁和苏维埃政府称：“中国革命党对贵国革命党所进行的艰苦斗争，表示十分钦佩，并愿中俄两党团结共同斗争。”
炮击督署事件是孙中山在护法战争中为维护《临时约法》，打击军阀企图扼杀军政府的阴谋而采取的一次军事行动。
1917年，张勋复辟失败后，段祺瑞乘机控制了北京中央政权。他虽以再造民国的“英雄”自居，但却拒绝恢复《临时约法》和国会，暴露出假共和、真专制的面目。为此，孙中山毅然举起了“护法”的旗帜，表明了坚持民主革命立场，反对专制统治的态度和决心。随后，孙中山组织了护法军，召开“非常国会”，在广州成立了以维护“约法”为目标的军政府。这时，盘距两广的桂系军阀陆荣廷和称霸云南的滇系军阀唐继尧，为巩固地盘，都想利用孙中山的威望，与段祺瑞的“武力统一”相对抗，表示愿意追随孙中山，参加护法战争，广东便成为护法运动的根据地。随后，湖南、贵州、四川、陕西、湖北、河南、山东等10多个省区，纷纷打出了护法的旗帜，宣告自主，脱离北京政府。孙中山乘机制定护法战争的军事计划，准备会师武汉，大举北伐。
然而西南军阀只是借“护法”之名，来加强对抗皖系军阀的声势，并非想助孙中山恢复共和制度。随着护法战争的顺利发展，他们的真面目便暴露出来。当桂系和滇系军阀分别控制了湖南、四川两省后，很快与直系军阀实行妥协。1917年11月28日，桂系军阀陆荣廷不顾孙中山的反对，通电主和。桂系军阀还暗中勾结西南各省，组织“护法各省联合会”，与军政府分庭抗礼，排斥孙中山。陆荣廷曾几次表示不与军政府合作。孙中山为了使护法运动坚持下去，一面争取地方派军人为同盟，以与桂、滇军阀抗衡；一面派人到各县招收民军，扩充实力。但是，桂系军阀广东代理督军莫荣新在接到各县关于孙中山招收民军的报告后，却命令各县将孙中山所派招兵人员及新招卫土60余人以土匪的罪名任意枪杀。孙中山要求莫荣新严惩肇事者，向军政府谢罪，莫不予理睬。1917年12月下旬，有两个招兵人员在广州被捕，孙中山写信要求保释，但莫荣新连信也不回，就把这二人枪决了。这一系列的事件，使孙中山忍无可忍，决定惩罚莫荣新。
1918年1月3日，孙中山以大元帅名义，密令海军、滇军和地方派军人举行一次军事突击，推翻桂系在广东的统治。海军豫章、同安两舰接到命令后，按指定时间开出广州，向驻扎在观音山的广东代理督军莫荣新的官署开炮轰击，并命令朱执信促李耀汉发难，许崇智等协助陈炯明起事。孙中山亲自发射数炮，又督促炮手继续发射70余炮。发炮作为起事信号，但陆上部队毫无反映。陈炯明认为孙中山此举是“轻率”和冒险，按兵不动。滇军虽经大元帅参议刘德泽运动，但一些军官却极力反对，其他部队则表示中立。由于莫荣新事先已得到密报，有所防备；遭到炮击后立即电话告知海军总长程璧光，要求立即调查处理。程璧光急忙派舰向豫章、同安两舰传达“停止炮轰，开回省城”的命令。这样，两舰既没有得到陆军的响应，又接到上级的命令，只得撤回省城。孙中山推翻桂系军阀在广东统洽的计划流产。这表明，孙中山缺乏军队的有力支持，起不到左右局势的作用。
炮击督署的第二天，各界要人及中华革命党一些元老们，出来进行调解。孙中山向桂系军阀提出五项条件：（1）承认军政府为护法各省的最高领导机构；（2）承认大元帅有统帅军队的全权；（3）承认广东督军由广东人选任，必要时大元帅得加以任免；（4）被捕民军代表交军政府处理；（5）广东外交人员由军政府任命。莫荣新表示，一至三条得向陆荣廷请示，四、五条修改为“需得军政府的同意”。莫的答复，等于一条也没接受。莫荣新亲自到大元帅府向孙中山道歉问候，答应接济元帅府卫兵月饷二万元，并按照孙中山的意思，派罗诚为广东交涉员，且受军政府任命。1月9日，孙中山在大元帅府招待军政及工商各界代表，说明炮击督署经过，指出军政府成立以来，地方当局采取“不合作”的态度，以致使军政府“形同虚设，贻误讨逆戎机”。他还表示这次炮击督署事件，“莫督军既未还击，又能接受条件，军政府有了生路，也就不必苟求了。”炮击督署事件，没能遏止桂系的行动，反而使其更加猖獗。1918年1月15日，护法各省联合会成立；2月中旬，与北京政府达成停战两周的协议；2月下旬，海军总长程璧光被暗杀；4月10日，国会决定将大元帅制的军政府改组为总裁合议制。孙中山对桂系的活动虽坚决反对，但却又无兵可调，无能为力。在桂系、滇系军阀和把持国会的政学会政客的压迫下，孙中山认识到：依靠军阀不可能达到护法的目的。5月4日，孙中山愤而辞职。通过护法战争中军阀之间的争斗与勾结，使孙中山看清了军阀的反动本质，因此，孙中山5月5日在辞职通电中指出：“吾国之大患，莫大于武人之争雄，南与北如一丘之貉，虽号称护法之省，亦莫肯俯首于法律及民意之下。”不久，孙中山离开广州，前往上海，护法战争失败。
