保路运动为武昌起义点燃了导火线。1911年9月14日，湖北的两大革命团体共进会和文学社举行联合会议，决定成立起义机构，确定中秋节起义，推举蒋翊武为临时总司令，孙武为参谋长。
但是，正在这关键时刻，却发生了意外。10月9日，孙武等人在俄租界的宝善里制造炸药，不料却意外发生了爆炸，引来了俄巡捕，将炸药、起义旗帜、名册、文告、盖印纸等物，搜洗一空。
起义计划至此已经暴露。是坐而待毙，还是死里求生呢？革命党人选择了后者。紧急会议决定当晚12点起义；以南湖炮队的炮声为号；工程营第八营占领楚望台军械库；其他各营分别占领蛇山、凤凰山、黄鹤楼、青山等制高点，并扼守武胜关，进攻总督衙门。当天夜里，蒋翊武、刘复基、彭楚藩等在指挥所里焦急地等待消息，却不幸被捕。10月9日晚准备起义的计划失败了。但是工程第八营的总代表熊秉坤却秘密约集同志，决定10月10日下午3时晚操之际发动起义。但午后营中长官宣布晚操停止。熊秉坤等又约在晚间第一次点名之后、第二次点名之前7点钟准时发难。起义按时进行。熊秉坤率40多人起义，击毙了营中反动官长。不久，又毫不费力地拿下了楚望台军械库。起义军自命湖北革命军，集合了各地的新军约3000人，随即进攻武昌城，攻破湖广总督衙门。
武昌城自古为战略要地，易守难攻，其北为山后，南为山前。山前较广，东南为城内军兵驻地，西南为清总督府。总督衙门西面靠近城墙，一面同第八镇司令部隔街相邻，周围皆是一丈多高的城墙。正面的巷道狭窄，进攻兵力难以展开。攻势开始时并不顺利，处于僵持状态。清军以机枪扼守阵地，起义军前进受阻。这时两个营士兵乘黑匍伏过去，夺得了机关枪，向清军扫射。
随着炮八标的入城，起义军火力大增，放炮猛轰总督府、第八镇司令部等要地。起义军攻势如潮，湖广总督瑞成见大势已去，便带领家小仓皇逃命，跑到停在长江江面上的楚豫号军舰上。
激战一夜，起义军终于占领武昌城。第二天，“武昌已另成世界，满城士兵皆袖缠白巾，威风抖擞。”起义军完全控制了武昌的局势。
起义军获得了胜利，但群龙无首。于是起义军想到了黎元洪。黎元洪时任21混成协统，在清军中地位很高。但他却不怎么赞成革命，在革命党人的威逼之下，才答应就任军政府鄂军都督。
黎元洪的加入，对革命也起到了一定的推动作用。他在清军中声誉向来很好，他出面领导革命，对那些顽固的清朝死党，起到了很好的打击作用。
武昌起义胜利了，它带动了全国范围的反抗清政府的革命活动。各省纷纷宣布独立。清朝统治已岌岌可危，离它覆亡的日子已经不远了。
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