其实，来了一个插曲：1919年11月7日，外蒙古当局又突然致电北京政府，要求取消“自治”，恢复前清的旧制。究其原因，外蒙古本来是靠沙俄的支撑来维持其“自治”的。现在沙俄政府垮了台，外蒙古的外援断绝，于是导致了财政困难、社会混乱，民众反对“自治”。库伦当局难以自保，只得求助于北京。于是，北洋政府的总统徐世昌顺水推舟，在11月22日下令取消外蒙古的“自治”，恢复旧制;同时，废除1913年的《中俄声明》和1915的《中俄蒙协约》。
但是时隔不久，1921年，远东白俄谢米诺夫的军队在东北日本军人的支持下侵入外蒙古，1921年2月21日，他们占领库伦，扶植起新的政权。外蒙古的活佛、王公们又一次宣布“独立”。接着，苏俄红军借口白俄军队入蒙，也进军库伦。7月，在红军的支持下，外蒙古成立了亲苏的新政府，实行君主立宪制度。11月5日，外蒙古宣布成为“独立国”，建立“人民革命政权”。同日，苏俄和外蒙古订立了《苏蒙修好条约》，双方相互承认为合法政府。(为了确保这个政权，苏俄军队一直留驻到1925年3月。)
北洋政府对苏俄的出兵以及随后成立的政府，虽然提出过抗议，但鞭长莫及、无能为力。
另一方面，苏联为了同中国建立外交关系，几经周折，在1924年5月31日同北洋政府签订了《中俄解决悬案大纲协定》;苏联在协定中，表示承认外蒙古是中国的一部分，尊重中国对外蒙古的主权，并答应从外蒙古撤军。由此，中苏正式建立了外交关系。
但是，几个月后，即1924年11月26日，外蒙古政府宣布废除君主立宪制度，成立了“蒙古人民共和国”。事实上，外蒙古从此就脱离了中华大家庭，日益成为苏联的卫星国。苏联也不再承认中国对外蒙古的主权问题了。
例如，苏联为了自身的安全，于1941年4月13日同日本签订了《苏日中立条约》;并且双方发表联合声明说：为了维护两国的友好关系，苏联保证尊重“满洲国”的领土完整和不可侵犯;日本保证尊重“蒙古人民共和国”的领土完整和不可侵犯。对此，重庆的国民政府外长王世杰曾郑重声明“绝对不能承认”，他强调说：“《苏日中立条约》，对于中国绝对无效。”
