1912年3月10日，袁世凯在北京就任中华民国临时大总统，南京临时政府迁往北京，开始了民国史上的北京政府统治时期。北京政府以北洋军队为统治支柱，与北洋军阀各个派系的兴衰关系密切，以时间划分，大致可分为袁世凯统治时期、皖系军阀统治时期、直系军阀统治时期和奉系军阀统治时期。

袁世凯上台之初，政局具有明显的过渡色彩，《临时约法》、国会和责任内阁等形式约束着袁世凯的行动，同盟会员在国会中居多数，南方不少省的政权也还掌握在同盟会手中，全国政治格局表现为革命派和北洋派的对峙。1912～1913年上半年，出现了众多的党派团体，舆论也十分活跃，表现出难得的民主气氛。以同盟会为主体改组的国民党，希望建立现代议会民主制度，发展实业，但他们的组织松散，对袁世凯独占政权的野心认识不足，缺乏与袁进行实力较量的准备。与此同时，袁世凯暗中集聚力量，文武并用，扩军备战，寻求列强支持，准备以武力建立个人独裁统治。1913年初，国民党在大选中获胜，袁世凯指使暴徒暗杀国民党领导人宋教仁，挑起战争。革命党人意见纷纭，仓促中在7月发动“二次革命”，终因不敌北洋军而失败。

“二次革命”失败后，袁世凯以及北洋集团独占了全国政权。1913年10月，袁世凯当选正式大总统，随即解散国会及省议会，先后组织政治会议、约法会议、参政院等机构，为其统治服务。1914年5月1日，袁世凯废除《临时约法》，公布《中华民国约法》，实行总统制，独揽一切大权，建立个人独裁统治。

袁世凯统治时期，镇压了革命派的活动，北洋派也保持着大体一致，因而政局相对稳定，北洋政府的行政、立法、司法体制的基础多在此时奠定，公布的一些法规、条例对工商业的发展也起了一定作用。但袁世凯对权力的追求仍无止境，自1915年春开始，他积极筹备改行帝制。同年12月12日，袁世凯宣布实行帝制，旋下令废除民国纪元，改1916年为洪宪元年。但辛亥革命之后，共和国的观念已深入人心，袁实行帝制的作为遭到全国各界的反对；同时，袁在北洋派内部排挤手握兵权、对帝制不甚积极的段祺瑞、冯国璋等人，造成北洋派内部的分裂；忙于世界大战的列强也不可能给袁以有力支持。袁世凯称帝动摇了他的统治基础。

以孙中山为代表的革命党人坚持反袁，组织了中华革命党与中华革命军，在沪、鲁、陕等地发动起义，但因内部分歧并缺乏实力，故影响不大。而进步党在全国反袁浪潮的推动下，联合西南地方势力，打出反袁旗帜，占据了主动地位。1915年12月25日，蔡锷在云南首义，发动反袁护国战争，得到全国响应，其势发展迅速。1916年3月22日，袁世凯被迫宣布取消帝制，并于6月6日病死。

袁世凯之死，结束了北洋军阀集团的大体统一局面。中心既失，兵为将有，权力分散到各路军阀手中，由此开始了群雄纷起、兵连祸结的军阀割据年代。北洋派内部分裂为皖、直、奉系，先后控制着北京中央政权。北洋派之外的各地大小军阀，如晋系、川系、滇系、桂系、黔系等，凭实力而割据一方。此后，不仅中央不能控制各省，甚至省亦不能控制下属各县，军阀横行无忌，立法、行政、司法机构大多徒具形式，中央政府只能在对外关系上勉强代表国家。

自1916年袁世凯死至1920年直皖战争爆发，北京政府基本上为皖系军阀把持。袁世凯死后，黎元洪继任大总统，《临时约法》、国会等民主形式得以恢复，但北洋军阀实际控制着北京政局。皖系首领段祺瑞数度出任国务总理，把持着政府实权。但他不能缓和北洋派与其他派别以及北洋派内部的矛盾。部分国会议员及对段不满的派别支持黎元洪与段祺瑞对抗，引发总统府与国务院之间的“府院之争”。1917年5月，黎元洪免去段祺瑞的职务，6月又解散国会，结果为“辫帅”张勋所乘。7月间，张勋拥清废帝溥仪复辟，被段祺瑞率兵打败。其后，冯国璋出任代理大总统，段祺瑞以“再造共和”的英雄自居，继续把持北京中央政权。皖系对外出卖国家主权，依赖日本支持，对内实行武力统一，排除异己。为了独占政权，皖系废除《临时约法》，包办选举，于1918年8月成立新的国会（又称安福国会），选徐世昌为大总统。

皖系虽然控制了北京政府，但不能控制北洋各派，对非北洋系的西南军阀更是鞭长莫及。在北洋派内部，由于直、奉两系实力的扩张，与皖系发生矛盾。直系兵精械足，不甘久居人下，首先提出停止对南方军政府的战争，迎合了民众渴望和平的心理；同时，直系极力攻击皖系卖国，一时又赢得了人心。皖系控制的北京政府在1919年巴黎和会的表现，导致五四运动的爆发，使其陷于孤立境地，直系从而在政治和军事上都占据了优势。1920年7月，直皖战争爆发，直系在奉系的支持下打败了皖系。

直皖战争后，直系先是和奉系共同控制了北京政府，但因对胜利果实分配不均，在组阁等问题上双方互相指责，矛盾愈演愈烈。1922年4月，爆发了第一次直奉战争，结果直系击败奉系，独占了中央政权。

直系首领曹锟、吴佩孚控制北京政府后，先是打着“恢复法统”的旗号，取消安福国会，恢复旧国会，逼迫徐世昌下台，于1922年6月迎黎元洪复任大总统。继之又对黎元洪“逼宫夺印”，于1923年6月赶走了黎元洪。然后高价收买国会议员“贿选”，于1923年10月让曹锟当上了大总统，举国哗然，丧尽民心。同时，直系继续以中央政权的名义，实行武力统一政策，激化了与各地方军阀的矛盾；并且镇压工人运动，造成1923年2月7日京汉路工人罢工被镇压的流血惨案，引发社会各界的反对。反直方面，奉系败退出关后，宣布“闭关自治”，锐意整军经武，实力大增；皖系不甘寂寞，企图卷土重来；南方的孙中山准备北伐，也在寻找盟友；由此形成了孙、皖、奉反直“三角同盟”。直系内部则因争权夺利而四分五裂，冯玉祥部自成一派，且与反直一方暗通款曲。1924年9月，以江浙战争为前奏，第二次直奉战争爆发，奉军大举进攻，直军作战不利。10月，冯玉祥发动北京政变，囚禁曹锟，直系军阀统治时期告终。

第二次直奉战争后，奉系抬出皖系首领段祺瑞为临时执政，实则凭实力在背后操纵、控制北京政权。此后，奉系与冯玉祥国民军系以及奉系内部均发生矛盾。郭松龄于1925年底联合冯玉祥倒奉，由于日本的干涉而失败；奉系又与吴佩孚重新携手，将冯部挤出京津地区。1926年4月，段祺瑞在内外交困中下台，北京政府由“摄政”内阁维持。

这时，南方的国民革命运动兴起，形成全国性的革命高潮。1926年7月，广东国民政府决定出师北伐。北伐军首先攻克吴佩孚部队据守的湖南和湖北，其后攻克孙传芳部队据守的福建、江西和浙江，1927年3月，进据安徽和江苏南部以及中国最大的城市上海。其后，因蒋介石和汪精卫先后进行“清党”“分共”，使北伐中途停顿，给了北洋军阀以短暂的喘息之机。1927年6月，张作霖在北京组织安国军政府，自任大元帅，企图联合北洋各派军队继续抵抗北伐。1928年春，国民党各派达成妥协，进行二次北伐。张作霖见大势已去，遂下令退出京津，向东北收缩。他本人在回沈阳途中，被日本关东军预埋的炸弹炸死。1928年6月8日，国民革命军进入北京，北洋政府垮台，北洋军阀统治至此结束。