国、苏联控制，之后一部分被并入俄罗斯苏维埃联邦社会主义共和国（即现俄罗斯联邦），另外一部分则被并入蒙古人民共和国。
1911年（清宣统三年），辛亥革命后，随着清朝统治的逐渐瓦解，在沙皇俄国驻库伦（现乌兰巴托）领事的策动下，外蒙古活佛八世哲布尊丹巴派杭达多尔济、车林齐密特出使俄国，后在库伦宣布独立，建立“大蒙古国”政府。11月30日俄蒙军队包围了清政府驻库伦的蒙古办事大臣衙门，解除了清军的武装，并将办事大臣三多及其随从人员押送出境。12月28日，哲布尊丹巴在库伦登基，自称日光皇帝，年号共戴。此独立未被当时的清朝政府和后继的中华民国政府承认。
1912年10月3日俄国前任驻华公使柯索维茨在库伦与“哲布尊丹巴政府”签订《俄库条约》。1913年沙俄当局迫使袁世凯执政的北洋政府签订了《中俄声明》。声明规定：外蒙古承认中国宗主权，为中国领土的一部分。中国、俄国承认外蒙古自治。中国不得在外蒙古派驻官员、军队，不得移民。1915年6月7日中俄蒙在恰克图签定《恰克图协定》，将此声明具体化。据此，同年6月9日，外蒙古宣布取消“独立的大蒙古国”。袁世凯册封八世哲布尊丹巴为“呼图克图汗”，并赦免独立运动人士。外蒙古实行自治，但实际上为沙俄所控制。
1917年俄国爆发十月革命，之后其政府在1917年和1919年两次发表对华宣言，宣布废除沙俄与中国签订的不平等条约，但事实上继续支持外蒙古独立。苏维埃俄国在1919年7月25日发表对蒙古声明，称外蒙古是一个独立的国家，要求与之建立外交关系。1919年8月，蒙古三盟（车盟、图盟、汉臣）王公联名密呈库伦镇抚使陈毅，自愿取消自治，恢复旧制。
徐世昌1919年11月7日，由于俄国白军与红军均陷入苏联国内战争而无暇顾及外蒙古，********总统徐世昌和政府首脑段祺瑞遂决定出兵外蒙，派徐树铮率兵进入外蒙古库伦，挟持“内阁理”巴德玛·多尔济，软禁哲布尊丹巴活佛，并召陈毅回京，全面否定《中俄声明》。同年11月17日，外蒙古正式上书********大总统徐世昌，呈请废除俄蒙一切条约，蒙古全境归还中国。南方孙中山护法军政府亦致电庆贺。11月22日以《中国大总统公告》下令取消外蒙古自治，恢复旧制。同时取消《中俄声明》和《恰克图协定》，北京政府在库伦设立“********西北筹边使公署”，由徐树铮部在外蒙古驻防。孙文因此赞扬徐树铮：“徐收回蒙古，功实过于傅介子、陈汤，公论自不可没！”但此举使中国失去了外蒙古上层王公的人心。
1919年牧民出身的苏赫-巴托尔和乔巴山寻求共产国际的帮助建立独立的蒙古国。1920年在列宁的帮助下苏赫-巴托尔和乔巴山组建了蒙古的共产党，即蒙古人民党。
1920年7月，爆发直皖战争，徐树铮率军返回内地，战败，旋遭通缉，逃入日本使馆。库仑仅留守部份兵力。1921年2月11日，苏联国内战争期间，白俄恩琴的军队在日本关东军的支持下攻入库伦。中国驻军撤离库伦，一部分返回内地，一部分在高在田的率领下转移到买卖城，准备再战。3月18日，蒙古人民党军队在苏联红军的支持下攻占买卖城，击败了当地守军。由于中国国内处于第一次直奉战争前夕，各派军阀无暇分身，只得坐视外蒙古地区的军事冲突。苏联红军于于5月25日派兵侵入蒙古，7月6日开入库伦，恩琴被俘。1921年7月11日，外蒙古建立亲苏的君主立宪政府。11月25日外蒙古建立“人民革命政权”，并与苏联在1922年订立了《苏蒙修好条约》。北洋军阀各派系，如段祺瑞、张作霖、曹锟、吴佩孚等因忙于彼此之间的战争，无可奈何。作为一种外交形式，北京徐世昌政府发布了一份声明，谴责外蒙古企图分裂********的行径，不承认外蒙古的独立。
不久，蒙古君主哲布尊丹巴活佛突然逝世。在苏联第三国际以及蒙古人民党的支持与行动下，外蒙古政府1924年11月26日宣布废除君主立宪制，成立蒙古人民共和国，定都库伦，改城名为乌兰巴托，以1911年作独立纪元，允许苏联驻军。但中国及英、美等当时主要国家政府皆未承认。1924年苏联签订的《中俄解决悬案大纲》承认外蒙是中国的一部分。
中华民国政府一直处于内外交困的处境中，从北伐、中原大战、国共内战，到1931年九一八事件和1937年全面抗日战争爆发，无力处理外蒙古问题。其间1928年蒋介石主持的****在外蒙东部边界与苏军发生了小规模战斗，之后再没有进入蒙古。直到1992年苏联解体后，苏联军队才彻底从蒙古国撤走。与此同时，在乔巴山等人的领导下，蒙古人民共和国实行了苏联式的政治制度。
1939年，苏、蒙联军与日本、满洲国的军队因蒙满边境问题爆发诺门罕战役，之后因欧洲战事而停战。1941年3月，日本外务大臣松冈洋右访苏，苏联外交部次长在3月27日对