Pada awal 17 Ogos 1945, Sukarno kembali ke rumahnya di Jalan Pegangsaan Timur No. 56, di mana beliau disertai oleh Mohammad Hatta. Sepanjang pagi, risalah-risalah yang dicetak oleh PETA dan elemen-elemen belia memberitahu penduduk tentang pengumuman yang akan berlaku. Akhirnya, pada jam10 pagi, Sukarno dan Hatta melangkah ke teras depan, di mana Sukarno mengisytiharkan kemerdekaan Republik Indonesia di hadapan sekumpulan 500 orang. Namun bangunan yang paling bersejarah ini telah diperintahkan untuk dihancurkan oleh Sukarno sendiri, tanpa sebab yang jelas.[22]

Pada keesokan harinya, 18 Ogos, PPKI mengisytiharkan struktur kerajaan Republik Indonesia yang baru:

1. Melantik Sukarno dan Mohammad Hatta sebagai Presiden dan Naib Presiden dan kabinetnya.
2. Menetapkan perlembagaan Indonesia tahun 1945, yang pada masa ini tidak termasuk rujukan hukum Islam.
3. Menetapkan Jawatankuasa Nasional Indonesia Pusat (Komite Nasional Indonesia Poesat/KNIP) untuk membantu presiden sebelum pemilihan parlemen.

Visi Sukarno untuk perlembagaan Indonesia 1945 merangkumi Pancasila (lima prinsip). Falsafah politik Sukarno adalah terutamanya gabungan unsur-unsur Marxisme, nasionalisme dan Islam. Ini tercermin dalam usul versi Pancasila yang dicadangkannya kepada BPUPKI (Inspektorat Usaha Pembebasan Kemerdekaan Indonesia) dalam ucapannya pada 1 Juni 1945.[21]

Sukarno berhujah bahawa semua prinsip negara boleh diringkaskan dalam frasa gotong royong.[23] Parlimen Indonesia, yang berasaskan dasar ini (dan seterusnya disemak semula) perlembagaan, terbukti semua tetapi tidak dapat dikendalikan. Ini disebabkan oleh perbezaan yang tidak dapat disamakan antara pelbagai puak sosial, politik, agama dan etnik.[24]

Pada hari-hari selepas Pengisytiharan, berita kemerdekaan Indonesia disebarkan melalui radio, akhbar, risalah, dan kata mulut meskipun percubaan oleh tentera Jepun untuk menyekat berita itu. Pada 19 September, Sukarno menyampaikan satu juta orang di Ikada Field of Jakarta (sekarang menjadi sebahagian dari Dataran Merdeka, Jakarta) untuk memperingati satu bulan kemerdekaan, yang menunjukkan tahap sokongan yang kuat untuk republik baru, sekurang-kurangnya di Jawa dan Sumatera. Di kedua pulau ini, kerajaan Sukarno dengan cepat menubuhkan kawalan kerajaan sementara baki orang Jepun kebanyakannya berundur ke berek mereka menunggu ketibaan pasukan bersekutu. Tempoh ini ditandai oleh serangan yang berterusan oleh kumpulan bersenjata ke atas orang Eropah, Cina, Kristian, bangsawan pribumi dan sesiapa sahaja yang dilihat menentang kemerdekaan Indonesia. Kes-kes yang paling serius ialah Revolusi Sosial di Aceh dan Sumatera Utara, di mana banyak orang Aceh dan orang bangsawan Melayu dibunuh oleh kumpulan-kumpulan Islam (di Aceh) dan perusuh yang diketuai oleh komunis (di Sumatera Utara), dan "Hal Ehwal Tiga Wilayah" pantai barat laut Jawa Tengah di mana sejumlah besar orang Eropah, Cina, dan bangsawan asli ditumbangkan oleh perusuh. Kejadian berdarah ini berterusan sehingga akhir tahun 1945 hingga awal 1946, dan mula keluar semasa pihak berkuasa Republik mulai mengerahkan dan menggabungkan kawalan.

Kerajaan Sukarno pada mulanya menangguhkan pembentukan tentera kebangsaan, kerana takut menentang pasukan pendudukan Sekutu dan keraguan mereka sama ada mereka akan dapat membentuk suatu alat ketenteraan yang mencukupi untuk mengekalkan kawalan wilayah yang dirampas. Para anggota dari pelbagai kumpulan militia yang dibentuk semasa pendudukan Jepun seperti PETA dan Heiho yang dibubarkan, pada masa itu digalakkan untuk menyertai BKR—Badan Keamanan Rakjat—sendiri sebagai bawahan "Pertubuhan Bantuan Korban Perang". Ia hanya pada bulan Oktober 1945 yang BKR telah diperbaharui ke TKR—Tentara Keamanan Rakjat sebagai tindak balas terhadap kehadiran Sekutu dan Belanda yang semakin meningkat di Indonesia. TKR bersenjata kebanyakannya dengan menyerang tentera Jepun dan merampas senjata mereka.

Berikutan pemindahan secara tiba-tiba Jawa dan Sumatera dari Komando Barat Daya yang dikuasai oleh Jeneral Douglas MacArthur ke Komando Asia Tenggara yang dikuasai oleh British Louis Mountbatten, askar Sekutu pertama (Batalion Pertama Seaforth Highlander) tidak sampai di Jakarta hingga akhir September 1945 Pasukan British mula menduduki bandar raya utama di Indonesia pada bulan Oktober 1945. Komandan Divisyen ke-23 British, Letnan Jeneral Sir Philip Christison, mendirikan komando di istana bekas gabenor di Jakarta. Christison menyatakan hasratnya untuk membebaskan semua tawanan perang Sekutu, dan untuk membenarkan kembali Indonesia ke status pra-perangnya, sebagai jajahan Belanda. Kerajaan Republikan sanggup bekerjasama dengan pembebasan dan penghantaran pulang pasukan perang Saddam dan Tentera Bersekutu, menubuhkan Jawatankuasa Pemulangan Tentera Jepun dan Tentera Perang dan Penjajah Jepun (Panitia Oeroesan Pengpetetan Djepang dan APWI/POPDA) untuk tujuan ini. POPDA, bekerjasama dengan pihak British, menghantar pulang lebih dari 70.000 orang buruh Jepun dan Sekutu dan orang asing pada akhir tahun 1946. Bagaimanapun, disebabkan kelemahan relatif tentera Republik Indonesia, Sukarno mencari kemerdekaan dengan memperoleh pengiktirafan antarabangsa untuk yang baru negara dan bukannya terlibat dalam pertempuran dengan pasukan tentera British dan Belanda.

Sukarno sedar bahawa sejarahnya sebagai kolaborator Jepun dan kepimpinannya dalam PUTERA yang diluluskan oleh Jepun semasa Pendudukan akan membuat negara-negara Barat tidak percaya kepadanya. Bagi membantu mendapatkan pengiktirafan antarabangsa serta menampung permintaan domestik untuk perwakilan, Sukarno "membenarkan" pembentukan sistem pemerintahan parlimen, di mana satu perdana menteri menguasai urusan sehari-hari kerajaan, sementara Sukarno sebagai presiden kekal sebagai tokoh. Perdana Menteri dan kabinetnya akan bertanggungjawab kepada Jawatankuasa Kebangsaan Indonesia Tengah dan bukan presiden. Pada 14 November 1945, Sukarno melantik Sutan Sjahrir sebagai perdana menteri pertama; beliau merupakan seorang ahli politik berpendidikan Eropah yang tidak pernah terlibat dengan pihak berkuasa pendudukan Jepun.

Pada akhir tahun 1945, pentadbir Belanda yang mengetuai kerajaan Hindia Timur Belanda yang terkurung dan askar-askar yang bertempur di Jepun mula kembali ke bawah nama Pentadbiran Awam Hindia Belanda (NICA), dengan perlindungan British. Mereka diketuai oleh Hubertus Johannes van Mook, seorang pentadbir kolonial yang telah dipindahkan ke Brisbane, Australia. Tentera Belanda yang telah menjadi tawanan perang di bawah Jepun telah dibebaskan dan dipelihara. Tembakan antara tentera dan polis Belanda yang menyokong kerajaan Republikan baru Indonesia dan orang awam tidak lama lagi berkembang. Ini tidak lama lagi meningkat kepada konflik bersenjata di antara pasukan Republikan yang baru dibentuk yang dibantu oleh banyaknya massa yang pro-kemerdekaan dan pasukan Belanda dan British. Pada 10 November, pertempuran berskala besar terjadi di Surabaya antara Briged Infantri ke-49 Britan India dan penduduk Indonesia asli. Orang India disokong oleh angkatan udara dan tentera laut. Seramai 300 tentera India terbunuh (termasuk komander mereka Brigadier Aubertin Walter Sothern Mallaby) bersama dengan ribuan orang Indonesia. Tembak-menembak berlaku dengan ketetapan yang membimbangkan di Jakarta, termasuk percubaan pembunuhan Perdana Menteri Sjahrir oleh orang-orang bersenjata Belanda. Untuk mengelakkan ancaman ini, Sukarno dan majoriti kerajaannya pergi untuk keselamatan Yogyakarta pada 4 Januari 1946. Di sana, pemerintah Republik mendapat perlindungan dan sokongan penuh dari Sultan Hamengkubuwono IX. Yogyakarta akan tetap sebagai ibukota Republik hingga akhir perang pada tahun 1949. Sjahrir tetap berada di Jakarta untuk mengadakan perundingan dengan pihak British.[25]

Serangan awal siri pada akhir 1945 dan awal 1946 telah meninggalkan British dalam mengawal bandar-bandar pelabuhan utama di Jawa dan Sumatera. Semasa pendudukan Jepun, Kepulauan Luar (tidak termasuk Jawa dan Sumatera) diduduki oleh Angkatan Laut Jepun (Kaigun), yang tidak membenarkan pengerahan politik penduduk pulau itu. Akibatnya, terdapat sedikit aktiviti Republik di pulau-pulau ini selepas pengisytiharan. Pasukan Australia dan Belanda dapat dengan cepat menguasai pulau-pulau ini tanpa pertempuran pada akhir tahun 1945 (tidak termasuk perlawanan I Gusti Ngurah Rai di Bali, pemberontakan di Sulawesi Selatan, dan pertempuran di daerah Hulu Sungai di Kalimantan Selatan). Sementara itu, kawasan pedalaman Jawa dan Sumatera masih berada di bawah kawalan Republik.

Bersemangat untuk menarik para askarnya keluar dari Indonesia, pihak British membenarkan pembubaran pasukan Belanda secara besar-besaran ke seluruh negara sepanjang tahun 1946. Menjelang November 1946, semua askar British telah ditarik balik dari Indonesia. Mereka digantikan dengan lebih daripada 150,000 askar Belanda. British menghantar Lord Archibald Clark Kerr, Baron Inverchapel pertama dan Miles Lampson, Baron Killearn pertama untuk membawa Belanda dan Indonesia ke meja rundingan. Hasil rundingan ini adalah Perjanjian Linggadjati yang ditandatangani pada bulan November 1946, di mana Belanda mengakui kedaulatan Republik de facto ke atas Jawa, Sumatera, dan Madura. Sebagai pertukaran, Parti Republik bersedia membincangkan masa depan Komanwel seperti United Kingdom Belanda dan Indonesia.

Keputusan Sukarno untuk berunding dengan Belanda ditemui dengan pembangkang yang kuat oleh pelbagai puak Indonesia. Tan Malaka, seorang ahli politik komunis, menganjurkan kumpulan ini menjadi sebuah barisan bersatu yang dipanggil Persatuan Perdjoangan (PP). PP menawarkan "Program Minimum" yang meminta kemerdekaan yang lengkap, nasionalisasi semua harta asing, dan penolakan semua rundingan sehingga semua pasukan asing ditarik balik. Program-program ini mendapat sokongan popular yang luas, termasuk dari komander angkatan bersenjata Jeneral Soedirman. Pada 4 Julai 1946, unit tentera dikaitkan dengan Perdana Menteri yang diculik Sultan Sjahrir yang melawat Yogyakarta. Sjahrir memimpin rundingan dengan Belanda. Sukarno, setelah berjaya mempengaruhi Sudirman, berjaya mengatasi pembebasan Sjahrir dan penangkapan Tan Malaka dan pemimpin PP yang lain. Penolakan istilah Linggadjati dalam KNIP menyebabkan Sukarno mengeluarkan satu dekri keanggotaan KNIP dengan memasukkan banyak ahli pro-perjanjian yang dilantik. Akibatnya, KNIP telah mengesahkan Perjanjian Linggadjati pada bulan Mac 1947.[26]

Pada 21 Julai 1947, Perjanjian Linggadjati dipecahkan oleh Belanda, yang melancarkan Produk Operatie, sebuah serangan ketenteraan besar-besaran ke wilayah-wilayah yang dipegang Republik. Walaupun TNI yang baru diubahsuai tidak dapat menawarkan ketahanan ketenteraan yang ketara, pelanggaran yang terang-terangan oleh Belanda dari perjanjian antarabangsa yang dipertingkatkan mengecilkan pendapat dunia. Tekanan antarabangsa memaksa Belanda menghentikan pasukan pencerobohan mereka pada bulan Ogos 1947. Sjahrir, yang telah digantikan sebagai perdana menteri oleh Amir Sjarifuddin, terbang ke New York City untuk merayu kes Indonesia di hadapan Bangsa-Bangsa Bersatu. Majlis Keselamatan PBB mengeluarkan resolusi yang memanggil gencatan senjata segera, dan melantik Jawatankuasa Pejabat Baik (GOC) untuk mengawasi gencatan senjata. GOC, yang berpangkalan di Jakarta, terdiri daripada delegasi dari Australia (diketuai oleh Richard Kirby, dipilih oleh Indonesia), Belgium (diketuai oleh Paul van Zeeland, dipilih oleh Belanda), dan Amerika Syarikat (diketuai oleh Frank Porter Graham, neutral).

Republik ini sekarang berada di bawah tentera Belanda yang kuat, dengan tentera Belanda menduduki Jawa Barat, dan pantai utara Jawa Tengah dan Jawa Timur, bersama dengan daerah-daerah produktif utama di Sumatera. Di samping itu, angkatan laut Belanda menghalang kawasan Republikan dari bekalan makanan, perubatan, dan senjata penting. Sebagai akibatnya, Perdana Menteri Amir Sjarifuddin tidak mempunyai pilihan tetapi menandatangani Perjanjian Renville pada 17 Januari 1948, yang mengiktiraf kawalan Belanda terhadap kawasan yang diambil semasa Produk Operatie, manakala Republikan berjanji untuk menarik balik semua kuasa yang kekal di sisi lain gencatan senjata talian ("Barisan Van Mook"). Sementara itu, Belanda mula menganjurkan negara-negara boneka di kawasan-kawasan di bawah pendudukan mereka, untuk mengatasi pengaruh Republik menggunakan kepelbagaian etnik Indonesia.

Penandatanganan perjanjian Renville yang sangat merugikan menyebabkan ketidakstabilan yang lebih besar dalam struktur politik Republikan. Di Jawa Barat yang diduduki Belanda, gerila Darul Islam di bawah Sekarmadji Maridjan Kartosuwirjo mengekalkan perlawanan anti-Belanda dan memansuhkan kesetiaannya kepada Republik; mereka menyebabkan pemberontakan berdarah di Jawa Barat dan kawasan lain dalam dekad pertama kemerdekaan. Perdana Menteri Sjarifuddin, yang menandatangani perjanjian itu, terpaksa meletak jawatan pada Januari 1948, dan digantikan oleh Mohammad Hatta. Dasar kabinet Hatta untuk merasionalisasi angkatan bersenjata dengan menghancurkan sejumlah besar kelompok bersenjata yang meluas di kawasan-kawasan Republikan, juga menyebabkan rasa tidak puas hati. Unsur-unsur politik kiri yang diketuai oleh Partai Komunis Indonesia (PKI) yang semakin membesar di bawah Musso memanfaatkan kelemahan masyarakat dengan melancarkan pemberontakan di Madiun, Jawa Timur, pada 18 September 1948. Pertarungan berdarah terus pada akhir bulan September hingga akhir Oktober 1948, ketika terakhir band komunis dikalahkan dan Musso ditembak mati. Para komunis telah meninggikan potensi mereka untuk menentang daya tarikan Sukarno yang kuat di kalangan penduduk.

Pada 19 Disember 1948, untuk mengambil kesempatan daripada kedudukan lemah Republik berikutan pemberontakan komunis, Belanda melancarkan Operasi Kraai, sebuah serangan ketenteraan yang kedua yang direka untuk menghancurkan Republik sekali dan untuk semua. Pencerobohan ini dimulakan dengan serangan udara di ibukota Republik Yogyakarta. Sukarno mengarahkan angkatan bersenjata di bawah Sudirman untuk melancarkan kempen gerila di kawasan desa, sementara beliau dan para pemimpin utama seperti Hatta dan Sjahrir membenarkan diri mereka ditawan oleh Belanda. Untuk memastikan kesinambungan pemerintahan, Sukarno menghantar telegram ke Sjafruddin Prawiranegara, memberikan kepadanya mandat untuk memimpin Pemerintah Darurat Republik Indonesia (PDRI), berdasarkan kawasan pedalaman Sumatera Barat yang tidak berpenghuni, kedudukannya hingga Sukarno dibebaskan pada Jun 1949. Belanda menghantar Sukarno dan pemimpin-pemimpin Republikan yang lain ditangkap di Prapat, di wilayah yang diduduki Belanda di Sumatera Utara dan kemudian ke pulau Bangka.

Pencerobohan Belanda yang kedua menyebabkan kemarahan antarabangsa yang lebih besar. Amerika Syarikat, terkesan dengan keupayaan Indonesia untuk mengalahkan cabaran komunis 1948 tanpa pertolongan luar, mengancam untuk memotong dana Marshall Aid ke Belanda jika operasi ketenteraan di Indonesia berterusan. TNI tidak hancur dan terus melawan gerila terhadap Belanda, terutamanya serangan terhadap Yogyakarta yang dipimpin Belanda yang dipimpin oleh Leftenan Kolonel Suharto pada 1 Mac 1949. Oleh itu, Belanda terpaksa menandatangani Perjanjian Roem-van Roijen pada 7 Mei 1949. Menurut perjanjian ini, Belanda melepaskan kepemimpinan Republik dan mengembalikan kawasan sekitar Yogyakarta ke kendali Republik pada bulan Jun 1949. Ini diikuti oleh Persidangan Meja Bulat Belanda-Indonesia yang diadakan di The Hague yang membawa kepada perpindahan kedaulatan lengkap oleh Ratu Juliana dari Belanda ke Indonesia, pada 27 Disember 1949. Pada hari itu, Sukarno terbang dari Yogyakarta ke Jakarta, membuat percakapan yang menang di tangga istana gabenor, segera menamakan Istana Merdeka.