南北和议
宣统三年(1911年)10月13日召开的军事会议上，黎元洪就发表了任职以来的首次演说，分析指出当前革命的形势和面临的任务。指出革命军起义，是推倒清朝，恢复汉族的统治，是废除专制，建立共和的开始。并同意就任大都督之职。武昌起义爆发后，清军加大了湖北的作战力量，除湖北提督张彪率部继续驻扎汉阳外，还派出冯国璋率领的陆军、萨镇冰率领的海军抵达汉口作战。刚刚成立的军政府可以说是内外交困，黎元洪刚履任都督所面临的压力和考验也是双重的。一方面是内部的权力之争，另一方面是外部强大的军事压力。内部的压力主要是军政府权力分配问题，这也是黎元洪上任后遇到的第一个最为棘手的政治问题。
10月28日，同盟会领导人黄兴、宋教仁、田桐等人抵达武汉支援。黄兴为众望所归的、敢上前线冲锋陷阵的统帅，他的到来给革命军的士气打了一针强心剂。黎元洪委任黄兴为湖北革命军战时总司令，所有湖北军队和外省开赴湖北的援军悉归其节制调遣。但由于双方力量对比悬殊，汉口、汉阳相继失陷，革命党人不得不退守武昌以图自救，武汉保卫战进行得非常惨烈。与此同时，全国的革命形势的发展却十分有利。革命形势的变化拉开了南北议和的序幕。
10月到11月之交，袁世凯嘱意曾任湖北新军管带、时为袁府幕僚和湖北籍道员的刘承恩，先后三次向黎元洪致函提出，南北战事应趁清廷下罪己诏悔过的机会暂且和平了结。对此，湖北军政府商议了权宜一时之计，即主张利用袁世凯反戈，只要袁世凯不反对革命，即推戴袁世凯为大总统。袁世凯认为革命党人虽居心巨测，但和平解决之意已明，遂继续边剿边抚、边打边拉来斡旋。
11月10日，在黎元洪发出通电请独立各省组织临时中央政府以一军权的同日，袁世凯派出全权代表刘承恩、海军正参领蔡廷干携其手书到武昌都督府与革命军议和，并向湖北方面提出:如能承认君主立宪，两军立刻息战。否则仍以武力解决。湖北军政府则向袁世凯提出如果能顺从民意，则同意袁世凯的条件。不然，即使国家和人民受涂炭之祸，也不能屈从袁世凯。黎元洪虽然同意议和，但对袁世凯提出的君主立宪的条件严词拒绝，坚持以建立共和作为议和的根本条件。
从首义之初袁世凯诱和到清帝退位这段南北议和期间，黎元洪主战的态度也不是自始至终的，而是摇摆于“战”与“和”之间。在袁世凯幕僚游说黎元洪当前战事不能长久，当有议和转机，希望和平了结时，黎元洪所作复书语气恭顺。对袁世凯提出在实行君主立宪的基础上两军息战的议和条件时，黎元洪的反应温和，都可以考虑。停战议和是袁世凯瓦解革命力量的杀手锏的目的。
12月9日，南北双方签订正式停战协定，资产阶级革命派发动和领导的反对清王朝的起义斗争至此告停。
民初政争
民国元年(1912年)1月，中华民国临时政府在南京成立，黎元洪被选为副总统兼领鄂督。同年1月16日，孙武、刘成禺等首义诸人在上海成立民社，创办机关报《民声日报》，大力宣扬卢梭《民约论》中的民主思想，拥护黎元洪为首领，与同盟会争权，公开与同盟会对立，跟临时政府分庭抗礼。黎元洪和民社的结合，双方都有其自身利益的考虑。民社依靠黎元洪，可以借首义领袖人物的威望来扩大自己的影响，进而达到干涉临时政府政治安排的目的。
孙中山就任临时大总统的当天，黎元洪就在致电南京临时政府和各省都督时指出:“袁世凯胸怀磊落，名满天下。此次因为袁世凯出仕清廷而未被当选，有识之士都为此感到惋惜。如果南北议和能快速达成，国人都能享受共和带来的好处。那袁世凯居功至伟，为什么不能选他呢?”表现出了对袁世凯的推崇之情。这从另外一个侧面也反映出了他对孙中山领导下的临时政府组成班子的不满。以黎元洪为首的武汉方面和以孙中山为首的南京方面在财政筹款、国旗式样选取、定都等问题的决策上产生了较大的意见分歧。在这种情势下，南京临时政府施政有来自内部的强大阻力，各项工作部署落实起来显得异常的艰难。
与此同时，湖北革命党人内部也开始出现明显的分化，或为争权夺利，或为挽救革命成果，因而同室操戈的现象时有发生。黎元洪处于武昌权力集团的中心，在政府的内务、财政、外交、秘书厅等要害部门大量启用自己的旧部，拓展自己的势力，巩固自己的地位，这进一步激起了部分革命党人的强烈不满，遂而引发一起起推倒黎元洪的运动。但倒黎又往往以未遂告终，由此所引发的则是黎元洪通过实行对党人的大肆镇压来“清君侧”。双方的剑拔弩张使没有掌握政权和正规军队的革命党人队伍明显处于弱势地位，双方枪林弹雨的较量也就表现得异常血腥，“黎屠夫”之名更是因此不胫而走，广为传播。
8月16日与袁世凯合谋，诱杀湖北军政府军务部副部长张振武和湖北将校团团长方维。黎元洪对革命党人的血洗和镇压，也使他牢牢地控制住了湖北军政大权。此间，黎元洪联袁反孙的政治路线，不但加速了葬送辛亥革命成果的步伐，也给整个民初政治扑朔迷离、反复无常埋下了历史的祸根。
疏远帝制
赣宁之役后，在袁世凯的威逼利诱下，在国会中占半数议席之上的国民党议员开始分化。民国二年(1913年)8月5日，黎元洪领衔通电全国，主张先选总统再定宪法。10月6日，国会议员在袁世凯一手安排的打手要挟之下选举他为“正式”大总统。次日，黎元洪当选为副总统。随后，黎元洪应袁世凯之邀离开武昌，入京履职，居住在有“小蓬莱”之称的的中南海瀛台。12月22日，黎元洪以“前兼领湖北都督”的名义领衔邀集各省都督、民政长联名通电，主张给资遣散议员，解散国会，以政治会议取而代国会。前后在不到三个月的时间里，袁世凯就相继解散国民党、召开“政治会议”、解散国会、撤销各省议会、停办地方自治等，清除了他走向专制独裁道路的政治障碍。
民国三年(1914年)5月，袁世凯公布了把总统权力扩大到和皇帝一样的《中华民国新约法》，替代了民国元年的《临时约法》，并规定“立法院”为立法机关，“参政院”为总统咨询机关，所有参政由总统任命。6月21日，由70人组成的“参政院”正式成立，代替了以往的国会，黎元洪出任院长，为袁世凯向专制政权进发装点门面。此时，袁世凯依靠封建军阀武装已在全国建立起了较为稳固的统治基础，其帝制自为活动也随之日嚣尘上。对于袁世凯所进行的一系列帝制活动，黎元洪采取了消极抵制的态度。他首先是请辞本兼各职，试图从帝制活动中抽身而退。黎元洪在参政院的演讲中声明，此次会议期间，决不涉及参议院立法职权范围外之事，并拒绝出席参议院会议，提出辞去副总统、参政院长等职，并向袁提出回湖北原籍修养的要求。袁世凯担心放虎归山，对此一律不予批准。黎元洪遂将居所由碱台迁往东厂胡同。
民国四年(1915年)12月12日，袁世凯正式称帝，成为中华帝国的皇帝。袁世凯称帝后的第一道命令就是册封黎元洪为“武义亲王”。在册封令下达之时，黎元洪委婉地拒绝。此时，各省督军、巡按使、镇守使、都统、巡阅使等纷纷以“东厂胡同黎亲王”、“武义亲王”、“黎亲王”等不同的电头致电向黎元洪表示祝贺。但黎数次拒绝了袁世凯各种变换招数的册封形式。
护国运动发生后，以云南、贵州起兵反对帝制最为剧烈。为消除战争，稳定大局，民国五年(1916年)3月28日，在袁世凯宣布取消帝制的第六天，副总统黎元洪就邀集辞职引退的原国务卿徐世昌、时任参谋总长兼代理国务卿段祺瑞联名就滇黔息兵问题四发勘电。滇黔问题最终在黎元洪等人和社会各界的共同努力下，蔡锷、唐继尧等人考虑到袁世凯己宣布取消帝制，遂放弃与中央的割据和战争，共建民国。
民国五年(1916年)5月7日，西南四省倡议成立中华民国军政府并宣告:“中华民国大总统，领海陆军大元帅一职，依法由副总统黎公继位。”袁世凯取消帝制后于民国五年(1916年)6月6日去世。
府院之争
民国五年(1916年)6月7日，即袁世凯死后的第二天，黎元洪在东厂胡同宅邸就职中华民国大总统。黎元洪就职大总统后，各方来电请求恢复“民元约法”(民国元年约法)和“民二国会“(民国二年国会)制定之大总统选举法，召集国会，速定宪法，组织责任内阁，废除民国二年(1913年)十一月四日后袁氏伪制，惩办祸首。所有措施须依临时约法，以解时局纷扰之祸，慰人民望治之心，固民国根基之本。
以段祺瑞为首的北洋军阀坚持袁氏约法，主要是出于维护北洋军阀的合法地位的考虑，有利于段祺瑞独揽大权，武力统一全国;如果约法恢复，延伸而来的就是要恢复国会，这个以国民党议员居于优势地位的旧国会当然也就会成为他实行军事独裁的障碍，所以段一再坚持不肯恢复旧约法和旧国会。革命党人和护国军政府方面坚持恢复临时约法和民二国会，实际上也是为了打破北洋系专制独裁的局面，重新使中央政府回归到民主政治的轨道上来。民国五年(1916年)6月27日，黎元洪致电冯国璋商谈恢复约法召集国会，指出临时约法束缚了行政的顺畅，应当速速筹措召开宪法国会开会。
黎元洪继任大总统离不开段祺瑞的拥护和支持。段祺瑞拥护黎元洪就任也是迫于当时政治形势的需要。为维护这种相互依存关系，黎元洪任命段祺瑞为国务总理，组织责任内阁。段祺瑞由于有着强大的北洋军和除西南六省外的各省掌握军政实权的督军和高官的支持，对手无武装实力、仅依存于国会的黎元洪不放在眼里，继续推行自己的军阀作风。在对德参战等问题上，双方斗争和矛盾急剧升级，引发了激烈的府院之争，其结果是黎元洪下令免去段祺瑞的职务。段祺瑞愤然离京去津，策划武装倒黎。民国六年(1917年)5月，张勋在徐州邀开督军团会议，正逢段祺瑞被免职，与会各省督军群情激愤，痛骂黎元洪和国会。张勋则乘机盘算着借驱黎之名达到复辟清室的目的。
民国六年(1917年)6月7日，张勋率五千辫子军北上，7月1日张勋进京，拥戴清废帝溥仪即位。出于对张勋势力的威胁，黎元洪不得已逃到日本公使馆进行躲避。此时，广东高官朱庆润、广西省议会、江苏督军李纯等纷纷电请黎元洪勿思引退，以武力斩除张勋。7月3日，段祺瑞以讨逆军总司令名义誓师讨伐，剑指张勋一人，余者不咎。不出十日功夫，张勋等复辟势力即遭到段祺瑞的镇压。张勋复辟使段祺瑞以“再造共和”的功臣身份回到北京，黎元洪也因段祺瑞讨逆成功而重获自由。
法统重光
民国六年(1917年)8月28日，黎元洪启程赶赴天津，从此开始了长达五年的息影津门的生活。黎元洪受到企业盈利的巨大鼓舞，热心发展实业。他也曾表示:“对于政治业已心灰意冷，以后将在实业界力求活动”，从而拿出自己的官傣收入、土地租金或利用个人的政治影响借债银行，先后选择在北京、天津、上海、湖北等13个省和香港等地，投资煤矿、盐碱、钢铁、纺织、烟酒、食品、制药、林场、银行、证券、信托、保险、邮电等各种企业70多个，有的还亲自出任董事长，或以子女的名义担任要职，施展实业救国的抱负。
民国十一年(1922年)6月，直系军阀曹锟、吴佩孚赶走皖系总统徐世昌，徐世昌在各种利益的左右和外部武力的胁迫下，他显得孤立无援而不得不于同年6月3日辞去大总统职位。总统一席又是虚位以待。直系军阀对此虽凯觑已久，但顾忌到西南军阀、奉系和国民党的反对，不好直接登上总统宝座。早些时候，原国会众议院议长吴景镰曾通过吴佩孚的部将王承斌给吴献上了“法统重光”之计，即重新拥戴黎元洪复职大总统，恢复张勋复辟期间解散的国会。其立论根据在于黎元洪的离职和国会的解散都处在非常时期，是不得已而为之，故需补满任期侯期满后再行重选。按照这一推理，其后“安福国会”选举的总统徐世昌自然也就非法，理应下台。但其用心却不在于真正的保持“法统”，维护国家的稳定和法律的尊严，而是明修栈道，暗渡陈仓，以黎元洪为跳板来实现曹、吴的总统之梦。所以，徐世昌辞职当日，曹、吴就领衔会同直系军阀17人发表通电，表示拥黎元洪出山继任总统职位。
6月6日，黎元洪发出“废督裁兵”的鱼电，颇得社会同情和部分军阀的响应。9日夜到10日早间，川、湘、汉、东三省定团体发出劝驾电凡十数通，章太炎等名流亦来贺电，加上吴佩孚发来电报解释曹、边恫吓不要顾忌，此时黎元洪出山之心“已为之动然，尚未出诸口云，但已侧注废督裁兵一层”。
复职后，黎元洪面临三大问题需要着手解决。一是内阁问题，内定颜惠庆组阁;二是国会问题;三是统一问题，主要是西南和东北两部分尚未统一。同时，黎元洪虽然再次上任大总统职务，但北京政府内部的政治斗争并未因此停息，国会与内阁的冲突也直接反映了直系内部保、洛两派的明争暗斗，这在罗文干案引发的倒阁风潮上的表现最为集中。在直系各派的激烈争斗下，随后半年内，内阁又迭经汪大燮、张绍曾署理，黎元洪也在政治漩涡的中心不能自拔。
下台逝世
1923年10月5日，曹锟贿选成功，反直同盟随之瓦解，黎元洪复位总统的梦想破灭。一年来的奔走呼号，使黎元洪身心疲惫。加之曹锟上台后加大了对异己的打击力度，黎元洪的生活和生存空间越发狭小，他只好选择东渡日本。1928年6月3日，黎元洪因为脑溢血在天津去世，享年65岁。黎元洪死后，以国葬的形式葬在土公山(现华中师范大学东南门附近)。1935年11月24日中华民国国民政府于武昌为黎元洪举行国葬典礼，遗体归葬于武昌卓刀泉。