蒋梦麟到美国留学不久，中国政局发生了重大变化。光绪帝和慈禧太后在不到二十四小时间相继去世。关于这件事，在美国的中国留学生中有不同传说，一说慈禧太后先去世，她的亲信怕光绪帝重新掌权，于是谋杀光绪帝以绝后患；另一种说法是，慈禧太后临死前派了一名太监给光绪帝送去毒药，谋杀了光绪帝。现代医学已经检验证明光绪帝确实死于非命，确实是中毒死亡。但这些猜测毕竟只是猜测，而且带有浓厚的“康有为色彩”，过多考虑了两宫之间的恩怨，真实情况究竟如何可能还是比较复杂的，不可能如此简单。
慈禧太后死前，已经得知光绪帝将要死亡的消息，于是宣布由三岁的溥仪继承皇位。不论这些传说的真实性如何，在美国的中国留学生差不多一致认为慈禧太后一死，中国政局必定要有大的改观，甚至可能由此开始新的一轮混乱乃至大乱。
溥仪登基后，他的父亲载淳出任摄政王。可是摄政王似乎存在严重的性格缺陷，他不仅对政治事务缺乏敏感，毫无经验，而且刚愎自用，性情暴躁，心胸狭隘。为了满族人的利益，或者说为了能够更好地掌控政权，摄政王就任之初就将最能干的汉族大臣袁世凯罢黜，这实际上是将清政府的统治基础架空，因为当时最有力量的军队差不多就是袁世凯的私人武装，没有袁世凯的指挥，清政府不仅很难调动使用这支军事力量，而且这支军事力量必将成为自己的掘墓人或政治异己。
摄政王的连连失误使清政府的威信一落千丈，内部矛盾与外部矛盾错综复杂的交织在一起，中国政治危机日趋加深。
当中国的政治危机日趋加深的时候，革命党人的活动更加积极，他们在孙中山的领导下，接二连三在国内发动了一系列武装起义。这些起义虽然都失败了，但这些起义激活了汉族人的民族意识，激励了那些与清政府离心离德的政治异己。
在加紧进行武装暴动的同时，孙中山等革命党人也在海外创设了一些新闻机构，宣传革命道理，揭露清政府的阴谋。在旧金山，孙中山创办《大同日报》作为革命党的机关报。
1909年秋，孙中山由英国来到美国，在途径旧金山时，蒋梦麟因其加州大学同学刘成禺的介绍，在一个晚上前往唐人区史多克顿街一家旅馆，第一次拜访孙中山。
那时的孙中山在进步青年学生、华侨中已经享有很高的声誉，所以蒋梦麟在进门的时候，心情格外紧张，一颗心怦怦直跳。孙中山借宿的旅馆房间很小，一张床，几张椅子，还有一张小桌子。靠窗的地方有个小小的洗脸盆，窗帘是拉上的。
孙中山在房间里很客气地接见了刘成禺、蒋梦麟等人。这种客气更使孙中山展示出一种不可抗拒的引力，任何人如果有机会和他谈话，马上就会完全信任他。孙中山天庭饱满，眉毛浓黑，一望而知是位智慧极高、意念坚强的人物。孙中山澄澈而和善的眼睛显示了他的坦率和热情。他紧闭的嘴唇和坚定的下巴，则显示出他是一个勇敢果断的人。孙中山肌肉结实，身体强壮，予人镇定沉着的印象。谈话时他的论据清楚而有力，即使你不同意他的看法，也会觉得他的观点无可批驳。除非你有意打断话头，他总是娓娓不倦地向你发挥他的理论。孙中山说话很慢，但是句句清楚，使人觉得他的话无不出于至诚。孙中山也能很安静地听别人讲话，并能很快抓住人家讲话的要点。孙中山的人格魅力深深吸引着蒋梦麟，从此之后，蒋梦麟便成为孙中山革命事业忠心耿耿的追随者。
随着与孙中山接触越来越多，蒋梦麟对孙中山更加佩服，他发现孙中山对各种书籍都有浓厚的兴趣，不论是中文书，还是英文书，孙中山把能省下来的钱几乎全部用来买书。孙中山读书不快，但是记忆力惊人，博览群书，对中西文化的发展有清晰而独特的理解。孙中山喜欢听笑话，尽管他自己很少说，但当每次听到有趣的笑话时，孙中山总是大笑不止。
在生活习惯上，根据蒋梦麟的观察，孙中山喜欢鱼类和蔬菜，很少吃肉类食物。喜欢中国菜，不太喜欢西餐。他常说中国菜是世界上最好的菜。这可与孙中山的西方经历不太相合。
对于孙中山的革命理想和革命精神，蒋梦麟更是佩服得五体投地，他坚信孙中山是一位真正的民主主义者，蒋梦麟曾在旧金山唐人街街头参加孙中山的演说。演说中的孙中山头顶飘扬着国民党的党旗，他就站在人行道上向围集他四周的人演说。孙中山非常了解一般人的心理，总是尽量用通俗易懂的词句表达自己的意思。他会故意问：“什么叫革命？”“革命就是打倒满洲佬。”这样，听众很容易明白孙中山的意思，因此就跟着喊打倒满洲佬。接着，孙中山又用极浅近的话解释，为什么必须打倒满洲佬，推翻满清建立共和以后还有什么计划，老百姓在新政府下能够享受怎样的好处等。
在蒋梦麟看来，孙中山是一个道德完人，对人性有深切了解，对于祖国和人民有着热烈的爱，对于建立新中国所需要的东西有深邃的见解。这一切的一切，使孙中山在新中国的发展过程中成为无可置辩的领袖。孙中山常常到美国南部各州东部各州去旅行，有时也从美国转欧洲。由于旧金山在中国革命中的特殊地位，孙中山那些年到旧金山的次数更多些，这为蒋梦麟向孙中山请益提供了难得的机会。孙中山只要到了旧金山，蒋梦麟总是与刘成禺一起去看望，顺便请教一些政治或学术方面的问题。
蒋梦麟成为孙中山的忠实信徒，孙中山也对蒋梦麟有很高评价，他认为蒋梦麟不仅是教育学的专业人士，将来肯定会成为中国教育学界泰斗级的人物，而且由于蒋梦麟对于革命议论，风发泉涌，笔利如刀，显然是宣传家大手笔，所以将来中国文字革命时期，蒋梦麟也必能贡献良多，成为不可或缺的学术领袖。
