随着北伐战争的发展，1926年8月的长沙特别联席会议上首次出现国民政府从广州迁至武汉的意见。11月8日，国民党中央政治会议正式决定中央党部和国民政府分两批迁至武汉，作为国民政府代主席的谭延闿为第二批迁汉人员。12月，第一批抵汉的宋庆龄、徐谦、陈友仁等人组织武汉党政联席会议，暂行最高职权，并于1927年元旦在汉正式办公，标志着武汉国民政府的成立。但此时，蒋介石扣留了抵达南昌的谭延闿等第二批迁汉人员，意图在南昌建立政府。经过各方反复调停，蒋介石最终退让，谭延闿等人于3月7日抵汉。

3月10日，国民党二届三中全会在汉口开幕，次日即改组中央机构，修正《国民政府组织法》，规定国民政府委员会不再设立主席，实行集体领导，并选举国民政府委员会委员28名，其中谭延闿、汪精卫、孙科、徐谦、宋子文五人为常务委员。至此，国民政府主席一职暂告撤销。

宁汉对立时期

1927年4月12日，蒋介石在上海发动“四·一二”反革命政变，大肆屠杀共产党人，4月18日在南京另立国民政府，出现了南京、武汉两个国民政府对峙的局面。此时居住在上海的胡汉民受蒋介石邀请，出任南京中央政治会议主席和南京国民政府主席（一说为代理）。南京国民政府仍然沿用1925年的《国民政府组织法》，因此胡汉民并无特殊地位，实权掌握在蒋介石手中。

宁汉合流和国民政府主席的再设

1927年8月蒋介石通电下野，9月16日国民党中央特别委员会在南京成立，标志着宁汉合流。新的南京国民政府不设主席职务。

1928年2月，随着蒋介石的复出，国民党二届四中全会召开，修正《国民政府组织法》，恢复国民政府主席的设置：“国民政府由中央执行委员会推举委员若干人组织之，并推定其中五人至七人为常务委员，于常务委员中推定一人为主席。”并规定主席的职权为“代表国民政府接见外使，并举行或参与国际典礼”。会议选举谭延闿为国民政府主席，谭延闿、蒋介石、丁惟汾、于右任、戴季陶为常务委员，蒋介石担任国民政府军事委员会主席。谭的当选反映了国民党各派政治斗争的需要，其本身并无实权，各项权力仍掌握在蒋介石手中。

1928年10月，《国民政府组织法》第三次修正，规定国民政府主席兼任陆海空军总司令并主持国务会议。因此，作为国民革命军总司令的蒋介石自然担任国民政府主席，谭延闿退任行政院长。

国民政府主席权力的扩张

1930年9月，谭延闿逝世，蒋介石以国民政府主席身份兼任行政院长。

11月，国民党三届四中全会召开，第四次修正《国民政府组织法》，大大扩充了国民政府主席的权力，集国家元首、行政首脑和军队总司令三权为一体。

蒋介石通过国民政府主席和其兼任的各项党、政、军职务，实际上大权独揽，凌驾于国民政府委员会之上。

蒋介石辞职、林森继任和国府主席的虚位化

由于和时任立法院长的胡汉民就召开国民会议的问题发生激烈冲突，蒋介石于1931年2月28日软禁了胡汉民，史称汤山事件，造成了国民党的又一次大分裂。反蒋派纷纷前往广州，计划另立中央，并迫使蒋介石下台。在谈判过程中，粤方提出，国民政府主席“拟仿德国、法国总统制，以年高德劭者任之，现役军人不宜当选”。宁方对此表示认可，双方最后达成了国民政府主席不再负实际政治责任的共识。

1931年12月15日，国民党召开临时中常会，蒋介石发表通电宣布下野，会议决定由林森代理国民政府主席。30日，公布修正后的《国民政府组织法》，决定主席不负实际政治责任，而且不得兼任其他职位，只作为对内对外代表国家的元首，由此形成了国民政府主席作为虚位元首的体制。林森自此担任国民政府主席达12年之久，任内只履行作为国家元首的仪式性象征，不做实际政治决策，实际权力掌握在担任国民政府军事委员会委员长的蒋介石手中。

蒋介石复任国民政府主席

1943年8月1日林森因车祸受伤不治，在重庆逝世，蒋介石重新担任国民政府主席兼行政院长。9月15日，修正的《国民政府组织法》公布，再次赋予国民政府主席重要权力，如：选任五院正副院长和对国家大政方针的决策权，全部从国民党中央政治会议转归国民政府及其主席；删去了国民政府主席对国民党中央负责的条款；并规定国民政府委员会的决议，主席有异议的，可以提出复议。同时，还赋予国民政府主席“紧急处理”权，即国民政府主席可先行处理“特殊紧急情况”，事后再向国民政府委员会请求追认。自此，国民政府主席再次成为位高权重的实权领袖，蒋介石确立了国民政府主席的独裁体制。

废除

1948年5月20日，随着中华民国“行宪”，蒋介石就任总统，国民政府改为总统府，国民政府主席一职亦被废除。

广州／武汉国民政府时期

南京国民政府时期