自同盟会成立后，黄兴尊重孙中山的领导，甘当配角，并不意味着他对孙中山的观点都是没有保留地附和、赞同，更不表明他们之间就没有分歧，比如他们在国旗问题上早就发生过一次尖锐的冲突。
1906年冬天，同盟会集会讨论革命方略，并讨论了未来中华民国的国旗，孙中山主张沿用兴中会的青天白日旗，认为这是牺牲的战友陆皓东设计的，兴中会诸烈士和惠州起义都有人为此流血，不可不留作纪念。黄兴对此持异议，他认为此种设计不但形式不美，而且与日本的太阳旗相近。孙中山再三力争，并提出增加红色，改作红蓝白三色，以符合世界上自由、平等、博爱的真义。但因想法不统一，最后没有达成一致意见。章太炎、刘揆一也设法调解，暂时搁置了争议。
据《章太炎自定年谱》可知，孙中山甚至厉声说：“仆在南洋，托命于是旗者数万人，欲毁之，先摈仆可也。”黄兴为此大怒，发誓要脱离同盟会籍。这一点可以从宋教仁日记中得到证实。1907年2月28日，因孙中山在国旗方案上坚持己见，“固执不改，并出不逊之言”，黄兴曾要怒而退会。宋在日记中说，黄兴突然告诉他要退出同盟会，断绝一切关系。宋认为其中不仅是因为国旗问题，“其远者当另有一种不可推测之恶感情渐积于心，以致借是而发，实则此犹小问题。盖□□［逸仙］素日不能开诚布公，虚心坦怀以待人，作事近于专制跋扈，有令人难堪处故也。今既如是，则两者感情万难调和，且无益耳，遂不劝止之”
如果说宋教仁与黄兴更接近，那么让我们看看与孙中山更接近的胡汉民在自传中是怎么说的。当时，黄兴主张用井字旗，认为井田是社会主义的象征，表示平均地权的意思。孙中山认为井字旗“既不美术，又嫌有复古思想”。黄兴力争不得，很不高兴，但他最终还是为顾全大局作了让步，并在写给胡汉民的信里说：“名不必自我成，功不必自我立，其次亦功成而不居。先生〔孙中山〕何定须执着第一次起义之旗？然余今为党与大局，已勉强从先生意耳。”
胡汉民接着说：“余当时乃只求革命，对于尝有为之流血之革命旗，则赞成用之。惟‘成功不居’之说，则余与精卫俱觉克强持义颇高，此意不因所争而废，盖余辈于时犹有书生之见也。因余与精卫力为克强解譬，克强后此亦不复言。”
国旗之争悬而未决，但在以后黄兴亲自指挥的历次军事行动中，他都采用了孙中山所坚持的旗帜。这是辛亥革命以前孙、黄最大的一次分歧。民国成立后，1912年5月10日，经参议院议决五色旗为国旗，青天白日旗为海军旗。
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