南京國民政府時期名義上代表全國國民行使政權的機關。先後於1946、1948年召開。1946年大會任務為制定憲法，又稱“制憲國大”；1948年大會任務為施行憲法，選舉總統，實行總統制，又稱“行憲國大”。
首屆國大原定於1936年召開，任務是制定憲法並決定憲法施行的日期。代表總額一千二百名。選舉辦法規定：凡年滿二十歲之國民有選舉權，年滿二十五歲之選區內居民有被選舉權。除上述一千二百人之外，國民黨中央執監委及候補執監委為當然代代表，國民政府還可直接指定代表二百四十名。1936年內，國民政府陸續公佈瞭憲法草案、國大組織法及國大代表選舉法，並進行瞭代表選舉（有部分省區未完成）。但因種種原因，原定1936年召開的國大一再延期。
1946年初，政治協商會議決定當年召開制憲國大。鑒於十年來情況的變化，為確保國大的公平民主，中共和民盟提出國大代表應進行適當調整。經各方協商，決定原選舉的一千二百名代表繼續有效，取消當然代表及指定代表，增加臺灣、東北收復區代表一百五十名，各黨派及社會賢達代表七百名，總計二千零五十名。各黨派代表經分配後，由各黨派自行提出，計國民黨二百二十名，共產黨一百九十名，民盟一百二十名，青年黨一百名，社會賢達七十名。按照政協決議，國民大會必須在內戰停止、政府改組、訓政結束、憲草修正完成後，始能召開。但國民黨違背政協決議，於10月11日國民黨軍隊占領張傢口的當日正式下令11月12日召開國民大會。中共和民盟斷然拒絕參加，並宣佈將參加國大的民社黨開除出盟；一些民社黨人員，如梁漱溟等也憤而退出該黨。
1946年11月15日，國大正式召開，出席代表一千三百八十一人，大多數是十年前選舉的舊代表。會議的中心任務是制定憲法，但整個制憲活動缺乏民主基礎。12月25日通過瞭《中華民國憲法》，共十四章一百七十五條，在形式上雖有關於軍隊國傢化、獨立外交、發展國民經濟、社會福利和文化事業等章節、條款，但與《訓政時期約法》一脈相承，實質上恢復瞭1936年頒佈的《五五憲草》的總統獨裁制，用憲法形式確立瞭國民黨對全國的集權統治。1947年1月1日，國民政府正式公佈這部憲法，並規定從同年12月25日起施行。憲法公佈後，立即遭到中國共產黨、民盟以及全國人民的同聲譴責，紛紛發表聲明不予承認。
制憲國大之後，國民黨於1948年3月29日至5月1日在南京召開瞭行憲國大，其中心議題是選舉國民政府的總統和副總統。蔣介石在4月4日國民黨中央執行委員會臨時全會上表示不競選總統，而願意擔任掌握實權的任何職責。實際上蔣介石的用意是嫌總統權力受到限制，因此4月5日國民黨中常會通過張群提出的“賦予總統以緊急處置權”的建議。經過這番安排，蔣介石表示接受全會決定。4月19日，國民大會選舉蔣介石為總統。在選舉副總統時，國民黨內部各派展開瞭激烈的爭奪，經過四次選舉，李宗仁才當選。5月20日，蔣介石、李宗仁就任國民黨政府總統和副總統。制憲國大與行憲國大清楚表明，國民黨的“還政於民”，實質是繼續堅持一黨專政。
南京國民大會堂前的牌樓