1911年辛亥革命，南方各省自行宣布独立或观望。袁世凯进逼清帝退位，中华民国得以肇建。1912年1月1日，中华民国在南京宣告成立。决定1912年为开国元年，月、日均改为公历。同年2月12日，清帝被迫退位。清朝结束。汉人欢庆，满人八旗子弟威风不再。此时的大兴安岭由东北军驻守，俄国人经营。民国初期（1912-1920年），大兴安岭岭西部草原实行地方自治，脱离黑龙江省辖管。1920年后重归黑龙江辖管。
相传，民国时期森林草原交界处多次遭受狼災。一排长带领一班战士在森林里执行任务，遇到狩猎归来的少数民族猎民，告知有大帮狼群要从这里经过，并反复叮嘱注意事项。士兵们不屑一顾，年长的排长较为细心镇定老练。部队行进几十里后，真的遭遇了大帮狼群，排长较有经验，即刻命令战士们马上爬上大树，发出信号让几个军犬跑回大本营去报信，狼群蜂拥而上追赶军犬，排长指挥战士扫射掩护，狼群前赴后继，终于眼见得军犬逃离，狼群再次回来围攻，排长让战士们节省子弹，在树上把稳握牢，等待救援，也不知过了多长时间，终于等来了援兵，用机枪驱离狼群。
1914年，俄国资本家沃伦错夫兄弟来到牙克石，沃氏林业公司挂牌，在今牙林线70公里一带开办林场，经营面积150平方公里，修建了牙林铁路支线，与滨洲铁路干线相接。昔日的流浪汉摇身一变成了腰缠万贯的大富豪。1916年12月28日，中国军队进驻牙克石等站。 1918年（民国七年）5月1日停止使用俄历，采用民国纪年。1919年沃伦措夫兄弟公司，砍出20万根枕木利用海拉尔河水流送到指定的交货地点。
最早的伐木工过的是山上跑腿子工棚子，山下彩旗飘飘的生活。1986年发行乔雪竹编剧《山林中头一个女人》电影，让人艺术地解了当年森林开拓者的命运和性格。牙克石西二道街、绰源育林菊花堂都曾是当年有名的风月场。
沃伦错夫在牙克石自办的火磨和制油厂进行加工。财大招风，1927年兄弟俩不知为什么突然被黑龙江督军吴俊升逮捕下狱。经过一番幕后的活动，沃氏兄弟交出一笔巨款，赠送一群洋马和一辆轿车后，立即获释。不久，沃氏公司的股东名册上又增添了吴督军的大名。公司绝对不吃亏，借助督军的声威，在扩展业务、内外交涉、缴纳税金、应付地方小吏的刁难、敲诈等方面，反而得到了不少的实惠。
1929年沃氏公司在库都尔附近开设了木材加工火锯厂，并修建了一条5公里长的铁路专用线；1930年前后在牙克什开办了发电厂和电磨（即面粉厂），在哈尔滨设了木材公司。
东北沦陷时期，大兴安岭岭东为兴安东省，岭西为兴安北省，均直辖于伪满洲国。1930年3月苏炳文继任十五旅旅长，黑龙江省防军第二旅归苏炳文指挥，仍担任哈满护路司令，积极训练，巩固边防。
民国期间流传诸多抗日故事。1931年9月27日，呼伦贝尔警备司令、东北军15旅旅长苏炳文率部易帜抗日，10月1日，在海拉尔誓师，就任东北民众救国军总司令，宣誓"为国家收复土地，为吾民族求生存，为同胞驱逐敌寇"。救国军在满洲里、海拉尔、扎兰屯、富拉尔基各站同时行动，占领火车站，切断通往江省、哈尔滨的电话，积极组织对日军入侵的抵抗活动。由于日军不断增援，救国军孤立无援，经过两个月浴血奋战，大批官兵为国捐躯。最终寡不敌众，败退。
11月4日，黑龙江省泰来县江桥东北军阻击日本侵略军，在时任黑龙江省代主席马占山指挥下失败撤出，带随从骑马经大岭来到牙克什，当天召开军民誓死抗日动员大会，宣布与日寇血战到底。牙克什驻军问马将军何时启程，马回答明天下午去海拉尔召开动员大会。天上日本侦察机匆匆飞过。第二天早晨一声轰鸣，马将军的住所，即刻被日军轰炸机投弹炸得粉碎。众人惊愕。有人道，马将军昨晚连夜就赶往海拉尔了，估计现在早已到了。
1943年日本人在牙克石建“大同酒精厂”，也即后来国营牙克石果酒厂的前身。牙克石最早的工业，大都是俄国资本家沃伦错夫以及日本人留下的。
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