1911年12月28日，外蒙古宣布“独立”，沙俄以蒙古保护者自居。清帝退位后，北洋政府继续与沙俄谈判，于1915年6月7日签订《中俄蒙协约》，勉强保住了在法律意义上对外蒙古的主权。
1919年夏，蒙古以哲布尊丹巴为首的封建上层，与中国北洋政府开始关于取消“自治”的谈判。11月，外蒙古“自治”政府撤销并呈请恢复旧制，中国政府同意这一请求，宣布中俄之间关于外蒙古自治的文件无效，册封哲布尊丹巴为博格多汗，并派西北守边使徐树铮率军进入外蒙古，恢复了领土主权。直皖战争发生后，徐军主力从蒙古调回关内参加军阀混战，只在库伦及其以北蒙俄边境上的买卖城（今阿勒坦布拉格）留驻少量兵力。
1921年2月3日，温甘伦的部队击溃了中国驻军，占领了库伦，扶植第八世哲布尊丹巴重新登上了“蒙古皇帝”的宝座，成立了所谓的“自治政府”。7月10日，在库伦以哲布尊丹巴为皇帝的蒙古君主立宪政府正式成立并宣布独立。第二天，后来被定为蒙古国庆日，而解放买卖城的日子（3月18日），则定为蒙古人民军的建军日。
1924年，中国政府与苏俄政府签订《解决悬案大纲协定》，仍规定外蒙古为中国领土的一部分，中国享有领土主权。1924年5月，第八世哲布尊丹巴病死。一个月后蒙古取消君主立宪政体，建立共和制，成立蒙古人民共和国。
民国“控苏案”
1945年，国民政府和苏联签订《中苏友好同盟条约》。根据条约原文，中华民国政府允许将依公正的公民投票的结果决定外蒙古是否独立。1945年10月20日，外蒙古人民在外蒙当局与苏联的监视和控制下进行公民投票，结果显示97.8%的公民赞成外蒙古独立。 国民政府于1946年1月5日正式承认外蒙古独立。
1952年，蒋介石认为前苏联阻挠其在满洲恢复主权的努力，并在国共内战中援助中国共产党，因而违反了条约，向联合国控告前苏联。联合国大会以25票赞成，9票反对，24票弃权通过五〇五号决议案谴责前苏联。
1953年，中华民国废止《中苏友好同盟条约》并拒绝承认蒙古人民共和国独立。中华民国曾在1955年否决蒙古加入联合国，但为阻止中华人民共和国加入联合国，在美国和非洲法语系的十一个会员国的压力下，中华民国停止阻挡蒙古，最终蒙古在1961年加入联合国。
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