Dikecewakan oleh tentangan istana Qing terhadap pembaharuan serta kelemahan China, para pegawai muda, pegawai tentera, dan pelajar — diilhami oleh gagasan-gagasan revolusi Sun Yat-sen — mula menyokong penggulingan Dinasti Qing serta penciptaan sebuah republik. Sebuah pemberontakan tentera, Pemberontakan Wuchang, dimulakan pada 10 Oktober 1911 di Wuhan. Kerajaan sementara Republik China dibentuk di Nanjing pada 12 Mac 1912, dengan Sun Yat-sen sebagai Presiden, tetapi beliau terpaksa menyerahkan kuasanya kepada Yuan Shikai, ketua Tentera Baru serta Perdana Menteri kerajaan Qing, sebagai sebahagian perjanjian untuk menyebabkan penurunan takhta raja Qing yang terakhir (satu keputusan yang Sun kemudian berasa kecewa). Pada tahun-tahun berikut, Yuan Shikai membubarkan dewan-dewan perundangan negara serta provinsi dan pada tahun 1915, mengisytiharkan diri sebagai maharaja. Cita-cita empayar Yuan ditentang dengan garang oleh orang-orang bawahannya dan selepas menghadapi prospek pemberontakan, Yuan turun takhta dan meninggal dunia tidak lama kemudian pada tahun 1916. Kematiannya mengakibatkan kekosongan pucuk pimpinan dalam kerajaan republik dan membawa satu zaman "hulubalang" ketika China diperintah oleh kerajaan campuran yang terdiri daripada ketua-ketua tentera provinsi yang berubah-ubah.

Satu peristiwa pada tahun 1919 yang tidak dikesan oleh negara-negara lain di seluruh dunia ialah penubuhan Gerakan 4 Mei yang membawa akibat jangka panjang kepada sejarah Cina pada sepanjang abad ke-20 yang tinggal. Gerakan ini bermula sebagai satu gerak balas terhadap keaiban yang dikenakan ke atas China oleh Persetiaan Versailles yang mengakhiri Perang Dunia I, tetapi kemudian menjadi sebuah gerakan bantahan terhadap keadaan di dalam negeri China. Kesangsian terhadap falsafah Barat yang liberal di kalangan intelektual Cina disusuli oleh penerimaan aliran fikiran yang lebih radikal. Ini pula menyemai bibit-bibit pertikaian yang tidak dapat diselesaikan antara sayap kiri dengan sayap kanan di China yang menguasai seluruh sejarah Cina pada baki abad itu.

Pada dekad 1920-an, Sun Yat-Sen mengasaskan sebuah pangkalan revolusi di China selatan, dan bermula untuk menyatukan sebuah negara yang berpecah-belah. Dengan bantuan Soviet, beliau menyertai sebuah perikatan dengan Parti Komunis China (CPC) yang baru. Selepas kematian Sun pada tahun 1925, akibat penyakit barah, Chiang Kai-shek, salah satu anak didik Sun, merampas kuasa Kuomintang (KMT; bahasa Cina untuk "Parti Nasionalis") dan berjaya menguasai kebanyakan kawasan selatan dan tengah China di bawah sebuah kempen ketenteraan yang dikenali sebagai Ekspedisi Utara. Selepas menewaskan hulubalang-hulubalang di China selatan dan tengah, Chiang dapat memperoleh kesetiaan daripada para hulubalang di utara, walaupun pada nama sahaja. Pada tahun 1927, Chiang memusuhi CPC dan mengejar angkatan tentera CPC serta ketua-ketuanya tanpa belas kasihan dari pangkalan-pangkalan mereka di China selatan dan timur. Pada tahun 1934, selepas dihalau dari pangkalan-pangkalan gunung mereka yang termasuk Republik Soviet Cina, angkatan tentera CPC memulakan Perarakan Panjang dan merentasi kawasan-kawasan China yang terpencil ke arah barat laut. Akhirnya, mereka mengasaskan sebuah pangkalan gerila di Yan'an di Provinsi Shanxi.

Semasa Perarakan Panjang, para ahli komunis disusun semula di bawah sebuah ketua baru, Mao Zedong (Mao Tse-tung). Perjuangan yang getir antara KMT dan CPC berterusan, baik secara terbuka mahupun secara sulit, pada sepanjang tempoh serangan Jepun yang berlangsung selama 14 tahun (1931-1945). Walaupun kedua-dua pihak membentuk barisan bersatu untuk menentang penyerang-penyerang Jepun pada tahun 1937 semasa bahagian Perang China-Jepun (1937-1945) dalam Perang Dunia II, barisan itu merupakan barisan pada nama sahaja. Perang antara kedua-dua pihak itu disambung semula selepas kekalahan Jepun pada tahun 1945. Bagaimanapun menjelang 1949, CPC telah menguasai kebanyakan negara China (sila lihat: Perang Saudara Cina).

Chiang Kai-shek melarikan diri dengan saki-baki kerajaannya ke Taiwan pada tahun 1949, dan Parti Nasionalisnya menguasai pulau tersebut serta beberapa pulau yang berjiran sehingga pilihan raya demokrasi diadakan pada lewat dekad 1990-an. Sejak dari masa itu, status politik Taiwan sentiasa dipertikaikan.