1917年7月，孫中山率領(lǐng)部分海軍南下，在廣州召開國會非常會議，建立中華民國軍政府，開展護法運動。1918年5月，由于受盤踞在廣東的桂系軍閥及政學(xué)系的破壞和干擾，孫中山辭海陸軍大元帥職離開廣州，護法運動以失敗而告終。1923年2月孫中山重返廣州，建立陸海軍大元帥大本營。大本營成立初期先后平定了沈鴻英叛亂和東江叛亂，進一步鞏固了廣東革命根據(jù)地。這一時期孫中山的思想和政策發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變，在共產(chǎn)國際和中國共產(chǎn)黨的幫助下，改組國民黨、實現(xiàn)國共合作、開展國民革命。1924年11月孫中山應(yīng)邀北上商談國是，于次年3月12日在北京病逝。1925年7月1日,中華民國國民政府在廣州正式成立，大本營完成了它的歷史使命。
    孫中山逝世后，這里又作為國父文化教育館兩廣分館、國父紀念館等。廣州解放后，該處先后成為部隊和省有關(guān)部門的辦公用房，1964-1998年成為廣東省農(nóng)業(yè)機械供應(yīng)公司辦公、居住用房。1998年10月，大元帥府舊址被移交給廣州市文物管理部門，籌建孫中山大元帥府紀念館。