1924年的最后一天，孙中山抱病乘车来到北京。消息传出，朔风凛冽的北京，竟洋溢在喜庆的热潮之中，大街小巷悬满欢迎的彩旗，人们奔走相告，从车站到东长安街站满了欢迎的群众，人数达十万之多，翘首相望的人流，被各种颜色的彩旗装扮得五彩缤纷，鲜艳夺目。冯玉祥特意从张家口打来电话，指示北京警备总司令鹿钟麟，负责保护孙先生。鹿钟麟奉命到车站一看，立刻愣了神，站台上早已挤满黑压压的人群，考虑到安全问题，鹿钟麟赶紧驱车来到永定门车站，想让孙中山由永定门提前下车。
当火车在永定门停靠，鹿钟麟上车请孙中山下车时，孙中山很不高兴，他说：“在永定门下车那可使不得，我是为学生为群众而来的，我要见他们。请不必担心，学生们即使挤着了我，也不要紧的。”当火车载着孙中山停靠在北京站时，早已在此伫候凝望的嘈杂的人群，却奇迹般地平静下来，而更令鹿钟麟惊奇的是：“学生的秩序，立时就自动整理好了。每个人都严肃而恭敬地站在那里。没有一个人乱动，也没有一个人说话，只听得欢迎他的许多小旗在风中瑟瑟地响。”此情此景令鹿钟麟终身难忘，几十年后，他还禁不住感叹道：“学生和民众，是如何地爱他，他也是如何地爱青年爱民众。”
国民党北京支部马叙伦等，代表北京民众上车，用藤椅将孙中山抬下火车，这时，肃穆已久的群众的情绪一下就鼎沸了起来，欢呼声此起彼伏，响彻云霄。孙中山发表简短的谈话，他说：“此来不是为争地位，不是为争权力，是特来与诸君救国的。”之后，孙中山被护送到北京饭店。
此时，北京的政治局势已有极大的变化，冯玉祥和他的国民军已被排斥，直系曹锟、吴佩孚虽被推翻，可是，段祺瑞却在奉系军阀的支持下，当上中华民国临时执政。段祺瑞提出，要以所谓善后会议取代国民会议。孙中山虽在重病之中，态度依然那么坚定，认为所谓善后会议和以前的“督军会议”“南北会议”没有什么区别，因为，“会议构成分子，皆为政府所指派，而国民对于会议无过问之权。”考虑到实际存在的状况，孙中山建议会议作两项改变：一、“善后会议能兼纳人民团体代表，如所云现代实业团体、商会、教育会、大学、各省学校联合会、工商农会等”；二、“会议事项，虽可涉及军政财政，而最后决定之权，不能不让之国民会议。”一心想当中华民国大总统的段祺瑞，自然不会采纳孙中山的建议。于是，国民党中央执行委员会指示全党：所有国民党员，不得参加善后会议。
孙中山入京后，所请的多位外国医生，对他的病情诊查后，得出一致的结论为肝癌。1925年1月26日，孙中山住进协和医院，动了手术，发现癌细胞已扩散到肝脏。他每天都要接受化疗，他的病情也每天向外界公告。他在医院住了一段时间后，于2月28日，移住到顾维钧的寓所。
孙中山的病情日趋恶化，国民党人商议预备遗嘱，由汪精卫、鲍罗廷、陈友仁起草和记录的遗嘱共有三个：《总理遗嘱》《致苏联遗书》和《家事遗嘱》。3月11日晚9时，孙中山自知病危，召集同志和家属来到床前，轻声对他们说：“现在要分别了，拿前日预备的字来，到签字的时候了。”汪精卫取过遗嘱，宋庆龄扶孙中山的手签名。宋庆龄泪流满面，在场者无不唏嘘涕泪。
孙中山见大家环绕在床前，又用极微弱的声音说道：“我这次放弃两广来北京，是谋求和平统一。我所主张统一的方法，是开国民会议，实行三民主义和五权宪法，建设一个新国家。现在为病所累，不能痊愈，死生本不足惜，但数十年为国民革命所抱定的主张不能完全实现，这是不能无遗憾的。希望各同志努力奋斗，使国民会议早日开成，达到三民主义和五权宪法的目的。那么我虽死了，也是瞑目的。”次日上午9时30分，孙中山的心脏停止了跳动，终年59岁。
