民国时期
二次革命爆发1912年1月1日，南京临时政府成立，任陆军总长兼参谋总长。袁世凯窃取政权后，临时政府北迁，黄兴任南京留守，主持整编南方各军。因军饷无着，军队哗变，于是大量裁遣。嗣后又自行取消留守府，退居上海。6月30日，参加同盟会上海支部夏季常会，发表政见，说民国成立已半年，而一切未能就绪，“其原因在于政党未能成立”，强调要贯彻三民主义，特别是民生主义。8月25日，同盟会与统一共和党等联合，改组为国民党，黄兴被推为理事。12月，接受袁世凯委任之汉川铁路督办职务，不久又辞。
1913年3月，袁世凯派人暗杀国民党代理事长宋教仁。孙中山主张立即兴师讨袁,黄兴以南方各省内部不统一，军队力薄，对讨袁缺乏信心，主张法律解决。7月初，孙中山在上海再次召开军事会议，决定兴师讨袁，黄兴表示赞同。二次革命爆发，黄兴在南京强迫江苏都督程德全宣布独立。黄被推为江苏讨袁军总司令。“二次革命”迅速失败，孙中山、黄兴与国民党许多骨干分子再次流亡日本。孙中山总结失败教训，对黄兴有所责难。
1914年孙中山在日本将国民党改组为中华革命党，要求党员入党时按指印，宣誓服从孙中山的命令。黄兴同孙组党意见不合，拒绝加入。同年夏，离日旅居美国。袁世凯恢复帝制时，他在旅美华侨中宣传反袁，并为护国军筹措军饷。袁世凯死后，他于1916年7月回到上海，同孙中山恢复了往日的亲密关系。
由于长期为革命事业而奔波，积劳成疾，1916年10月10日，黄兴因胃出血入院，10月31日，最终因食道与胃静脉屈张破裂出血(肝门静脉高压所致;根据其死前多次大量吐血以及肝肿大所推测，为肝硬化常见之并发症)在上海去世，时年仅42岁。孙中山亲自主持治丧活动。次年4月15日国葬黄兴于长沙岳麓山云麓峰下小月亮坪。
