1911年10月辛亥革命爆发后，1912年1月1日，孙中山在此处宣誓就任中华民国临时大总统，并组建了中国历史上第一个共和制的国家政权 ──
   中华民国临时政府。1912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 ；1913年“二次革命”中 ，又成为讨袁军总司令部，黄兴、何海鸣先后任司令。
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。
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。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。
1937年12月南京沦陷后，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。
1946年5月，国民政府还都南京后，这里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。
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日南京解放，24日，共军占领总统府。从此，揭开了中国历史新的一页。
南京解放后的近50年中，总统府一直作为机关的办公场所。 自20世纪80年代以来，机关单位陆续搬迁，并于1998年在总统府旧址之上，开始筹建南京中国近代史遗址博物馆。经过精心的规划和五年的建设，至 2003年已初具规模。目前，博物馆总占地面积为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。
今天，总统府正以诸多保存完好的近代中西建筑遗存，国内独一无二且厚重的历史文化氛围，珍贵的文物和史料，风景优美的自然环境，以及近30000平方米的休闲服务区，热情地欢迎来自全国和海内外的佳宾。