1917年，胡适的《文学改良刍议》和陈独秀的《文学革命论》在《新青年》杂志发表，旗帜鲜明地打出了“文学革命”的旗号，掀起了轰轰烈烈的新文化运动。新文化运动主张宣传民主主义的新思想、新道德、新文化，彻底地反对封建主义的旧思想、旧道德、旧文化。在文化上提倡白话文，反对文言文；提倡新文学，反对旧文学。受其影响，汉字改革也喊出了“汉字革命”的口号。1918年，新文化运动步入高潮，《新青年》第4卷第4号钱玄同发表文章《中国今后之文字问题》，文章中说 “欲废孔学，不可不先废汉文……欲使中国不亡，欲使中国民族为二十世纪文明之民族，必须废孔学，灭道教为根本之解决，而废记载孔门学说及道教妖言之汉文，尤为根本解决之根本解决。”重新提出了清末吴稚晖等人废除汉文汉语，改用世界语的主张，引起了广泛讨论，响应者众多。

与此同时也有不少人认为如此主张有些过于激烈，废除汉字已是当时的广泛认知，废除汉语则有很多人有着不同意见，陈独秀就《中国今后之文字问题》一文回复钱玄同，道：“然中国文字……废之诚不足惜。至于废国语之说，则益为众人所疑矣……当此过渡时期，惟有先废汉文，且存汉语，而改用罗马字母书之……”胡适对此表示了认同，认为“凡是有个进行次序。我以为中国将来应该有拼音的文字……至于将来中国的拼音字母是否即用罗马字，这是另一个问题……”

随着讨论热度的升温，中国字拼音化被搬上了台面。但此时依旧有很多人对使用罗马字拼写汉语的可行性持着比较悲观的态度，一者认为即已经公布了注音字母，再制定一套罗马字属实没有必要，再者便是因为汉字中有着大量的同音异义字，采用罗马字拼写汉语有着很大难度，以19世纪30年代赵元任首创的同音文《施氏食狮史》、《季姬击鸡记》等为例，通篇百多个汉字只采用了现代汉语普通话同一个音，使用罗马字进行拼写则没法进行阅读。

胡适对此却不以为然，“因为白话里这些字差不多全成了复音字……翻成拼音字有何妨碍？”《新青年》5卷2号刊登了一篇朱我农的来信，信中列举了教会罗马字在东南沿海地区和台湾地区的推行情况，用以证明汉语用罗马字母拼写的可行性。这一封信给胡适“增添了许多乐观”，“觉得中国古文虽不能拼音，但是中国的白话一定是可用字母拼出来的。”钱玄同也因这封信对罗马字拼音有了改观，“今见朱先生之信，证明罗马字拼中国音之可行……如其确有良好的方法，我也要来跟着提倡。中国今后果能一面采用一种外国文，作为第二国语，以求学问，一面将中国语改用拼音……则教育上可谓得到很好的一种工具了。”

1919年2月，傅斯年在《新潮》杂志刊登了一篇《汉语改用拼音文字的初步谈》。文中，傅斯年从三个方面对汉语改用拼音文字的具体方法进行了论述：其一，“以罗马字为蓝本，再就中国声韵的情形……改换他，增加些”；其二，“拼音文字当用‘蓝青官话（杂有外地方言的北京音）’的字音”；其三，“力避单音字，多造二音以上的字。”由此，解决同音字拼写的方法找到了具体的方向——词类连写，即将“汉语中联绵的词类，按着文法的条理，连结为复合词，不以单字单音为限。”

1922年2月，国语研究会主办的《国语月刊》于上海创刊，汉字改革相关讨论的主阵地也由《新青年》转移到了《国语月刊》。1923年，《国语月刊》将这一时期的相关讨论进行整理刊行了汉字改革专号，钱玄同发表《汉字革命》一文，文中断定“汉字革命、改用拼音，是绝对可能的事。……拼音字母应该采用世界的字母——罗马字母式的字母。”黎锦熙撰写《汉字革命军前进的一条大路》一文，对这一时期词类连书的相关研究进行了总结，并整理了数种拼音字方案，其中有钱玄同式的甲种、乙种和赵元任式三种国语罗马字方案。随着相关研究的逐渐深入，制订一种国语罗马字的时机也愈发成熟了。

1922年国语统一筹备委员会（简称“统一会”）第四次常年大会上，会员黎锦晖提出《废除汉字采用新拼音文字案》。次年，统一会第五次常年大会上，钱玄同提案组建“国语罗马字委员会”，提案中讲到：“……可见罗马字母已经成为世界通用的字母了。我们现在要做到国音统一和教育普及，都非靠注音字母不可；……我们固然愿意用注音字母，但同时我们又主张应该兼用罗马字母，将罗马字母作为国音字母第二式。”国语罗马字制定完成后，应有以下几种用途：一，“可以适用罗马字母打印机和罗马字母铅字印国语的文章”；二，“对于向来用罗马字母拼写的中国人名、地名、拼音不对的可以改正，拼法纷歧的可以划一”；三，“国语文中遇着不能音译的外国词儿，可以直接原字写入”；四，便于书写。同时，黎锦晖也提出了《请教育部通令全国学校使用新文字案》，要求公布一种罗马字母拼写方案，定名为“中华国语字母”。此外，中华教育改进社社员叶谷虚也在会议中提出了相关议案，移送到了统一会合并讨论。

1923年８月29日，统一会决议组建国语罗马字研究委员会，由会员钱玄同、黎锦熙、黎锦晖、赵元任、林玉堂（语堂）等十一人组成。但因时局多变，国语罗马字的制定工作迟迟不能进行，只得由在北京的七位会员来开展相关工作。1925年９月开始，国语罗马字研究委员会历经一年时间，举行二十二次集会，九次更改方案，终于定稿。这个方案首重词类连写，规定了详细的拼写规则，并且没有采用声调符号进行标音，而是通过改变拼法来辨识音调，同时完全采用了现有拉丁字母，用法也更为接近英文。

1926年９月14日，国语罗马字拼音研究委员会决议通过《国语罗马字拼音法式》，并提请教育部进行公布。然而教育部依旧秉持着能拖就拖的态度，到了11月，教育部编审处也只是让统一会审定用做示例的书籍，并令其先行发布一个非正式的布告，布告中写道：“且罗马字母，世界通用，辨认拼切，已成国民常识之一。……诚得国定之国语罗马字母与之（指注音字母）对照而为其别体，则籍所素习之工具，进而研习国音，可以不学而能，有无师自通之乐。……本会……定此《国语罗马字拼音法式》，与注音字母两两对照，以为国音推行之助。此后增修《国音字典》，即依校订之国语标准音拼成罗马字，添记于注音字母之后，教育、交通、工商各界，如遇需用罗马字时，即以此种拼音法式为标准，以昭划一而便通行。”

国语罗马字公布的后数年间，陆续有相关著作出版以进行推广，如 赵元任的《最后五分钟》 和《新国语留声片课本》、1927年《新生周刊》发布的国语罗马字运动特刊等。

1928年８月，北伐战争结束，国民革命军取得胜利，定都南京。国民政府在蔡元培的提议下组建大学院，并由其担任第一任院长。9月26日，在蔡元培的争取下，大学院公布《国语罗马字拼音法式》，但也仅是“作为国音字母第二式”。然而，获得正式公布后的国语罗马字，在推广上并没有取得大的进展，各方的态度也多是阳奉阴违。同年12月，北平大学请示教育部关于“北平”的罗马字拼法，教育部回复道：“北平译定为Peiping”，这一拼法采用的是威妥玛式拼法。钱玄同、黎锦熙致函教育部长蒋梦麟对此表示抗议，要求改用国语罗马字拼法“Beeipiing”，而其并不予以理睬。由此可见得国语罗马字的推行之艰难。

1932年5月，教育部正式公布了《国音常用字汇》，采用注音符号和国语罗马字两种方式进行注音，注音符号采用阴平、阳平、上、去四声音调注音，所用的官音以北平音为主。1933年教育部训令统一各学校学生的译名，一律以《国音常用字汇》中的国语罗马字拼法为准。到了1934年，国语罗马字运动逐渐走入低潮，与此同时，伴随着“大众语”论战，早在苏联境内流行的拉丁化中国字逐渐走进大众视野。