是否就职十分犹豫，但孙文（孙中山）支持其到北京就职，并嘱其负起“监督北方政府”之责任。同年7月12日，孙洪伊由上海赴北京就职。孙洪伊由此成为孙中山安排在北京政府内的核心人物之一。当时他是孙中山领导的中华革命党成员。任内，孙洪伊对国务院秘书长徐树铮（国务总理段祺瑞的心腹）的越权行为多次进行指责，双方矛盾激化。大总统黎元洪支持孙洪伊，此事遂成为府院之争的一环。最终，11月19日经过徐世昌调停，同年11月20日孙洪伊与徐树铮同时被罢免。同年11月，孙洪伊参加宪政商榷会。1917年1月14日，孙洪伊在北京的住宅