民国元年（1912年）1月1日，孙中山先生在此处宣誓就任中华民国临时大总统，并组建中华民国，定1912年为民国元年，并成立中华民国临时政府。同年4月，临时政府结束，在这里成立了以黄兴为留守的南京留守府。

民国二年（1913年）“二次革命”中，成为讨袁军总司令部，黄兴、何海鸣先后任司令。

民国二年至民国十六年（1913年至1927年），这里先后成为江苏都督府、江苏督军署、江苏将军府、江苏督办公署、副总统府、宣抚使署、五省联军总司令部、直鲁联军联合办事处等机构。军政主官有程德全、张勋、李纯、齐燮元、卢永祥、冯国璋、孙传芳、杨宇霆、张宗昌等人。

民国十六年（1927年）4月，南京国民政府成立后不久，即于9月移驻这里办公。

民国十七年（1928年）10月，国民政府实行五院制，辟国民政府东院（东花园）为行政院办公处，国府西院（西花园）为国民政府参谋本部和主计处。至1937年11月，谭延闿、蒋介石、林森先后任国民政府主席；谭延闿、宋子文、蒋介石、陈铭枢（代理）、孙科、汪精卫先后任行政院长；李济深、何应钦、朱培德、蒋介石、程潜先后任总参谋长；陈其采为主计长。民国二十七年（1938年）3月28日，梁鸿志等人在南京成立日本傀儡政权中华民国维新政府。

民国二十九年（1940年）3月，维新政府和另一傀儡政权中华民国临时政府并入汪精卫南京国民政府。汪伪政权的正式成立，表明汪精卫集团完全沦为日本侵华的工具。国民政府先后成为日军第16师团部和伪维新政府行政院，以及汪伪政府的立法院、监察院和考试院；国府东院成为伪交通部、铁道部等机构；国府西院成为伪军事参议院。

民国三十五年（1946年）5月，国民政府还都南京后，仍为国民政府所在地。东花园成为国民政府社会部、地政部、水利部和侨务委员会；西花园则成为国民政府主计处、军令部，总统府军务局、首都卫戍总司令部。

民国三十七年（1948年）5月20日，蒋介石、李宗仁在行宪国大分别当选总统和副总统后，国民政府改称总统府。

1949年4月23日，中国人民解放军解放南京，24日凌晨攻占总统府，南京解放。南京解放后，总统府一直作为机关办公场所。

1980年代以来，机关单位陆续搬迁，并于1998年在总统府旧址之上，开始筹建中国近代史博物馆。

1982年2月，南京总统府内的“太平天国天王府遗址”被公布为全国重点文物保护单位。

1998年，江苏省人民政府决定在总统府旧址上筹建南京中国近代史遗址博物馆。

2001年，总统府内“孙中山临时大总统府及南京国民政府建筑遗存”被国务院公布为全国重点文物保护单位。

2002年9月3日，南京市旧城改造过程中，总统府大照壁于零时30分遭到拆除，拆下来的部件加以保存，并承诺日后重建。

2003年3月，中国近代史博物馆建设工作完成，并正式对外开放。

2004年，南京总统府被评为国家AAAA级旅游景区。

2005年4月27日，时任中国国民党主席的连战在访问中国大陆期间，曾到南京总统府内的孙中山先生临时大总统办公室及蒋介石办公室等原址参观并为博物馆题字“和平奋斗救中国”留念，是中国国民党主席五十八年来第一次参观南京总统府。

2016年9月，入选“首批中国20世纪建筑遗产”名录。

南京总统府除中轴线外，东西两侧还各有三四条自成一体的小轴线。总统府建筑群经历六朝、明、清、太平天国和民国等历史时期，最终奠定建筑群现今的基本格局，在一次又一次扩建、改建、重建过程中，先后产生了大小共八条轴线。

总统府建筑群的主轴线，由门楼、大堂、二堂、八字厅、会客厅、麒麟门、政务局楼、子超楼组成。建筑风格前半部分以中式为主，后半部分则以西式居多。

门楼建于1929年，姚彬设计。这里也是太平天国天朝宫殿的真神荣光门、清两江总督署以及旧督军署大门旧址。在这典型的古罗马建筑风格门楼前，保留了督署前石狮，并加建了照壁（后于2003年因长江路拓宽被拆除）。

门楼与大堂间的广场由水泥条石铺成，有些柱础规律地掩于条石下。东、西朝房依旧保持清代建筑风格，东朝房曾为督署的吏户礼三科，西朝房曾为兵刑工三科。民国时期是卫士室。

红柱灰瓦、方砖铺地的大堂建于太平天国荣光大殿原址，大堂正中悬挂孙中山手书“天下为公”横匾。大堂后有东、西厢房各一，其后由封闭的西式通体方格毛玻璃封闭穿堂与二堂相连。穿堂东面是一清代四合院，西面是大礼堂。

二堂位置是洪秀全处理军国大事的真神天父殿，内有4根粗壮红柱，拱形的北门上部是空格窗，天棚、四壁、屋顶、门窗皆为木结构，加上重檐青瓦，粗看是标准中式建筑，其北面外部却又是典型的西式风格，硕大的拱形门上嵌有拱心石，并饰以西式花纹。

二堂北面的拱门外廊与东、西建筑相连，正北的敞开式穿堂与一座西式平房相连，平房造型与西花厅相似，门前的彩色石子台阶呈“八”字状展开，故称“八字厅”，是当年送别宾客时经常合影留念的地方。

八字厅通入的平房建于1917年，是冯国璋任副总统时期在一次大火后的废墟上所建，后来作为内、外宾会客室。后面又是一条中西合璧的开放式长廊，地面上的彩色磨石至今花纹鲜亮如新。

东、西所通平房都有拱门外廊，走廊中却是一樘极具中国传统的红色双扉木门，至今仍用门臼开启，名曰“麒麟门”。不过，真正的麒麟门已在上世纪50年代初被拆除，地址位于红门以北两三米处，那里地上还留有“建康营造厂制”、“民国二十四年”的字迹。

长廊后的两层西式楼房建于1925年，是子超楼建成前总统府内最好的办公楼，曾作为文官处办公楼，后来是政务局办公楼。

中轴线的最北端，就是大名鼎鼎的子超楼，也是总统府内最重要的建筑。虞炳烈设计，1935年12月由鲁创营造厂建成。这是当时少见的高楼，中间高些，有六层；两边稍低，为五层，左右对称，钢筋混凝土结构。

西一轴线

由临时大总统秘书处、中山广场、孙中山临时大总统办公室、国民政府参谋本部楼组成。

这条线的建筑以展现孙中山业绩为主，孙中山临时大总统办公室是核心。这幢仿法国文艺复兴风格平房，是清末两江总督端方赴欧美考察回国后所建，初名“宝华盫”，作为接待重要宾客的馆驿。因位于督署西部，又名“西花厅”。

临时大总统秘书处系2003年根据史料复建。它与临时大总统办公室之间的庭院，于2011年纪念辛亥革命百年之际扩建为中山广场，并立有孙中山先生坐像。

建于1935年的参谋本部办公楼，现为孙中山与南京临时政府史料展厅。楼北面的博爱湖，是2003年将周边零散房屋拆除后挖掘而成，种有绿化植被，供人们小憩。

西二轴线

由太平湖及周边建筑、“图书馆”楼、游客餐厅组成。

太平湖是西花园的中心，原是通向杨吴城壕的池塘小溪，后经多次开凿，呈东西对称、北窄南阔的瓶形，周长500余米。东榭西楼，北阁南舫，不对称地围湖而建。

建在太平湖东岸的忘飞阁水榭，与同样三面临水的夕佳楼隔湖而望，是观赏园中美景的绝佳之处。

不系舟石舫是大院最古老的遗留建筑，为清两江总督尹继善所建，名字是乾隆亲赐。如今除石质材料外，木质结构已更换多次，太平天国风格的船舱则是新中国成立后修建的装饰。

漪澜阁立于水中，左右只有石桥与岸相连，所以太平天国机密房选址于此。上世纪30年代初为高级参谋室。

湖北的三层小楼建于1929年，初为参谋本部办公楼，后为国民政府文官处图书馆。其后平房原为档案室，现改建为游客餐厅。

西三轴线

由主计处办公楼、桐音馆、花厅、观戏台及孙中山起居室组成。成形于1870年，曾国藩重修督署时期。

主计处办公楼建于1935年，呈回字形，后作为军令部、参谋本部、首都卫戍司令部办公用房。现为江苏禁毒展览馆展厅。桐音馆掩于数棵青桐之中，民国时期为军务局局长室。此馆与花厅间的假山系多次垒建而成。花厅、观戏台及其东部长方廊均为晚清建筑，孙中山曾在此议事会客，后用于诗会、堂会，后为军务局办公处。孙中山起居室的二层小楼，晚清时供总督内眷居住。

西四轴线

主要由贵宾休息室、礼堂、四小院组成，成形于上世纪30年代。

贵宾休息室的中式院落是民国时期医务室用房。中西合璧的礼堂建成于1930年，系卢树森设计，许多重要活动都在此举行。四小院由3排平房与1幢两层小楼组成。民国时期先后为典礼局、印铸局用房。

东一轴线

主要由东部诸小院、东湖及文官处宿舍楼组成。

东厢房及相连小院如今为清两江总督文物史料展厅，复原了两江总督大堂、花厅等场景。大堂后东面的清代小院现为太平天国与天朝宫殿文物史料陈列厅，复原了天王宝座、天王书房、枢密室、娘娘宫等场景。两展用房系清末建成，民国时期为总务局办公用房。东湖系2003年拆除原址建筑挖掘而成。上世纪30年代初这里建有礼堂、餐厅及职员宿舍。

东二轴线

主要由6排平房组成。

这里原有10排平房，在太平天国及督署时期为马厩，民国时期先后为印铸局工厂、军乐队、警卫队、交通队、清洁队及参军处、主计处宿舍。2003年，整体规划拆除了4排平房。余下的，4排作为晚清与民国展览用房，2排用于复原马厩和军乐队的场景。

东三轴线

主要由陶林二公祠及行政院南楼、北楼和北门组成。

陶林二公祠原址在长江东街4号（现属江苏省美术馆新馆范围），于2007年整体移建于此。

行政院北楼1928年建成，为二层混凝土建筑，两边向南伸展，呈“凹”形。中间屋顶为尖形，两边为平台。南楼由赵深设计，1934年6月建成。两楼底层地下均有防空洞，这也是战时民国建筑的一个特色。

行政院北门其实并不是面朝正北，而是略微偏东。由于国民政府、参谋本部正门向南，占据了国府路（今长江路）以北的全部区域，而东面东箭道上的那条贯穿市内的铁路，限制了办公区域向东和向北扩展，行政院只好屈于东北一隅。东箭道的路面毕竟不够宽畅，车辆往来有所不便，不久就在东面不远处又开了东门。这两门均颇具特色，现保存完好。

总统府（中国近代史博物馆）占地面积9万平方米，共分三个参观区域。中区（中轴线）主要是国民政府、总统府及所属机构；西区是孙中山的临时大总统办公室、秘书处和西花园，以及参谋本部等；东区主要是行政院旧址、马厩和东花园。一系列展馆和史料陈列，则分布在这三个区域中。

整个展览分为五大部分，《翠亨明灯 民族之光》，表现孙中山在青年时代接受了中西文化的熏陶，走上了民主革命的道路。为了推动革命，他组织了兴中会和同盟会，并组织发动了多次反清武装起义的历程。第二部分为《推翻帝制 创立民国》，1911年10月10日武昌起义爆发，全国17省代表在南京召开会议，公举孙中山为中华民国临时大总统，1912年元旦，孙中山在南京宣誓就职，并组建了临时政府。

第三部分为《讨袁护法 捍卫共和》，袁世凯任临时政府大总统后，实行独裁统治，孙中山发动了“二次革命”。之后，孙中山又高举护法旗帜，与北洋军阀政权进行斗争。第四部分为《国共合作 顺应潮流》，俄国十月革命、中国“五四”运动和中国共产党诞生，使孙中山决心联合中国共产党改组国民党。1924年1月，孙中山在广州主持召开了中国国民党“一大”，重新解释三民主义，筹建了黄埔军校，实现了国共两党的第一次合作。最后部分为《巨星陨落 奉安南京》，1924年10月，孙中山应爱国将领冯玉祥的邀请赴北京共商和平统一大计。1925年3月12日，孙中山在北京逝世。1929年6月1日在南京中山陵举行奉安大典。为配合该展，总统府拍摄的《革命的先行者孙中山》历史资料片，在展馆影视厅循环播放以供广大游客观看。

以天王宝座、书房、后宫、机密房等模拟景观，再现了天朝宫殿的昔日辉煌；此外，洪秀全在广东、广西、湖北等地居住过的几处建筑遗存模型，展示了太平天国的发展和演变的历史轨迹。展览还陈列了一些文物图片资料，反映了太平天国在天京的一些历史事件。总之，该馆在内容上体现了“三天”（天王、天京、天朝宫殿）的特色，在形式上显示了遗址性的风格。已故全国政协副主席胡绳、已故著名书法家刘海粟为展览题写匾额。

2009年5月，忘飞阁开始进行修缮保护。

2009年8月，总统府中轴线上精美飞罩按历史原样重新恢复。总统府消失数十年的大堂和八字厅前的飞罩已先后于2009年7月30日和8月29日安装完毕。这几处飞罩是依据民国史料照片复制，采用上好楠木，镂空雕刻，其油漆饰面运用红木家具油漆工艺，由十多位技术工人，耗时三个多月完成的。

2009年11月，忘飞阁修缮工程竣工。

2010年10月，总统府子超楼外墙加固粉刷维修工程开工。位于总统府内的“子超楼”建成于1935年12月。外墙粉刷层历经七十多年的风雨侵蚀，出现了不同程度的空鼓、开裂和剥落，造成一定的安全隐患。为确保该建筑和游客的安全，南京市文物局组织专家进行了现场勘察并提出修复意见，具体修复方案由东南大学建筑设计院周琦教授领衔设计。整个工程于2010年10月26日全面开工。

2011年5月，孙中山临时大总统办公室修缮及内部环境整治工程全面开工。为纪念辛亥革命一百周年，经江苏省市文物局批准，孙中山临时大总统办公室修缮及内部环境整治工程于2011年5月4日全面启动。该项工程的方案设计分别由东南大学建筑设计研究院和南京园林规划设计院担纲。为确保施工质量，特聘请著名民国建筑专家周琦教授担任总顾问。

2011年6月，漪澜阁实施修缮出新。漪澜阁是总统府经典古建筑之一，因其建造年代久远木构件已有多处出现开裂、变形或白蚁蛀蚀等现象，加之多年的油漆保养，其门窗漆面越积越厚，原本精美的雕花纹饰已无法显现。为确保安全和恢复历史原貌，于6月中旬起对该建筑的门窗、木柱及屋面等进行修缮出新。

2011年8月，大平天国部分展厅完成油漆出新工程。包括更换腐烂的沿口椽子及望板等木构件；整修开裂的藻井、帷盖；重新绘制南侧外廊彩绘；油漆外廊挂落、楣子、立柱及门窗等木构件；对金龙殿天王宝座前陛道扶拦补金补漆等。

2011年8月22日，漪澜阁维修工程竣工。对建筑的门窗、木柱进行了修缮出新，恢复了其精美的雕饰花纹。

2011年8月31日，子超楼外墙加固粉刷维修工程竣工。本工程不仅解决了外墙面安全可靠的问题。

2011年9月18日，孙中山临时大总统办公室修缮及内部环境整治工程竣工。包括对孙中山临时大总统办公室实施加固、外立面纹饰出新、门窗油漆保养、复原木瓦屋面；对临时大总统府秘书处办公楼全面维修；整治临时大总统府办公室前广场环境，并依据孙中山先生就任临时大总统期间的照片，在广场中部立一尊孙中山先生坐姿铜像，供游客瞻仰等。

2011年10月，夕佳楼实施修缮。包括屋面翻铺，更换木基层；更换或截换损坏的砖细、木制部件、承重梁柱；部分基础加固；门窗油漆出新等。

2012年6月，夕佳楼修缮工程竣工。

2012年10月10日，南京总统府门楼进行修缮保护。

2013年1月，南京总统府门楼保护性修缮工作取得阶段性成果，历时2个多月的外立面修缮基本完成，门楼为1932年的外观进行保护性修缮。

2013年2月4日，南京总统府大门楼修缮竣工。本次修缮既保持了该建筑的原有风貌，又使建筑结构安全得到了有效加固。同时，根据历史照片记载，恢复东、北、西立面镂空女儿墙。