武汉地处长江中游，向称"九省通衢"，是帝国主义侵略较早和压迫最深的地区之一，又是"洋务新政"的一个重要基地，也是民族资本主义经济发展较快的城市。在革命工作中，湖北革命党人较之别的省区做了更为长期的、艰苦踏实的准备。从1903年起，大批革命的小知识分子纷纷投笔从戎，以普通士兵的身份，在新军中宣传革命、发展组织。1911年，湖北1.6万名新军中，参加文学社和共进会这两个革命组织的近5000人。保路风潮兴起后，文学社和共进会的领导人认为武装起义的时机已经成熟，经多次磋商，双方联合成立了领导起义的临时总指挥部。10月10日晚，武昌新军第八镇工程第八营的革命党人首先行动，接着二十九标、三十标、测绘学堂、南湖炮队、塘角辎重队等也陆续起义；各起义部队在统一指挥下，经一夜激战，占领了武昌。11日、12日，起义军又先后占领了汉阳和汉口。武昌光复后，革命党人即邀请立宪派和地方绅商代表，齐集原省谘议局，商讨建立湖北军政府事宜。当时革命党人错误地认为自己资望太浅，不足以号召群众，于是与立宪派、旧官僚共同推举原新军二十一混成协统黎元洪为军政府都督。这一举措客观上扩大了革命影响，但也为旧势力窃取政权提供了有利条件。
武昌起义的枪声震动了全国，人民群众到处掀起自发的反封建压迫的斗争。在群众广泛斗争的基础上，各地同盟会员及与同盟会有联系的革命团体，立即在各省发动了反清起义。从10月中下旬到11月问的50天内，先后就有湖南、陕西、山西、云南、江西、上海、贵州、浙江、江苏、广西、安徽、福建、山东、广东和四川15个省区宣布起义或独立，脱离清朝的统治。
客观形势的发展要求建立统一的革命政权，巩固和发展已经取得的胜利成果，并最后推翻清王朝。在筹组中央政权的过程中，各派势力展开了激烈的争夺。12月25日，在全国人民中享有崇高威望的孙中山从海外回到上海；29日，17省代表在南京举行选举，孙中山当选为临时大总统。1912年1月1日，中华民国临时政府在南京宣告成立，资产阶级民主共和国诞生了。
与此同时，武昌起义的枪声引起了中外反动势力的极端仇视。帝国主义在"中立"的幌子下破坏革命，首先是武力威胁，到1911年11月间，帝国主义侵人中国的军舰达51艘。侵略军达1.9万人，以此对革命派进行恫吓；其次是财政扼杀，帝国主义在革命政府财政极端困难的状况下，不仅拒绝革命政府的求贷，而且将革命政府占领的通商口岸的关税全部扣留，北方通商口岸的关税却继续交给清政府；第三是支持北洋军阀头子袁世凯窃取政权。清政府接到武昌为革命党占领的电报后，立即命令湖广总督瑞潋、第八镇统制张彪戴罪立功，夺回武昌，同时命陆军大臣荫昌率北洋军南下镇压革命。可是荫昌对袁世凯控制的北洋军指挥不灵，前线接连败北。在内外压力下，一筹莫展的摄政王载沣只得重新起用袁世凯；1911年11月1日，任命袁世凯为内阁总理大臣，全权组织责任内阁。袁世凯在利用革命派所造成的反清声势掌握了清王朝的全部实权后，便在帝国主义和国内封建买办势力的支持下，利用名存实亡的清王朝，采用武力威胁和政治欺骗的两面手法，迫使革命派交出政权。
在国内外反动势力的胁迫面前，软弱的资产阶级革命派不得不妥协退让。1912年1月，孙中山在清帝退位、袁世凯赞成共和的条件下，同意把政权让给袁世凯。2月12日清帝溥仪宣布退位，13日孙中山辞去临时大总统，15日南京临时参议院即选举袁世凯为临时大总统。3月10日袁世凯在北京宣誓就职。4月1日孙中山正式解除临时大总统职务，5日临时参议院迁往北京。至此，资产阶级共和国和南京临时政府一同夭折。在帝国主义扶植下，袁世凯建立起了大地主大资产阶级的反革命专政。辛亥革命是中华民族与帝国主义、人民大众与封建主义这两个基本矛盾不断发展和激化的产物，是鸦片战争以来中国人民反帝反封建斗争的继续和发展，也是以孙中山为代表的资产阶级革命派长期奋斗的结果。辛亥革命是一场正规的、比较明确的、完全意义上的资产阶级民主革命。这场革命在政治上推翻了统治中国268年的清王朝，结束了在中国延续了2000多年的君主专制制度，建立了共和国，有力地打击了帝国主义和封建势力，使人们或多或少地争得了某些民主权利；在思想上极大地提高了中国人民的民主主义觉悟，使民主共和观念深入人心；在经济上促进了民族资本主义的发展，从而把中国社会向前大大推进了一步。但是，由于民族资产阶级的软弱性和妥协性，辛亥革命并没有改变中国半殖民地半封建社会的性质，中国人民依然在帝国主义和封建买办阶级的统治下饱受欺凌，因此它最终是失败了。辛亥革命的历史证明：中国的反帝反封建的资产阶级民主革命，不能经过资产阶级领导，而必须经过无产阶级领导才能够完成；资产阶级共和国的方案在半殖民地半封建的中国是行不通的。
武昌起义是1911年10月10日资产阶级革命党人在湖北武昌（今属武汉市）发动的首次成功的反清武装起义，是为辛亥革命的首义之战。1911年春夏间，全国革命时机已趋成熟，遍及全国的各族人民的反抗斗争和资产阶级革命派此伏彼起的反清起义，动摇了清朝的统治基础。"皇族内阁"的建立和铁路国有政策的宣布，使清王朝在全国人民面前彻底孤立了。当年春，广州黄花岗起义的发动，极大地鼓舞了全国的革命党人，而这次起义的失败则更加坚定了两湖革命志士在长江中游地区发难的信念。接着，在广东、湖南、湖北、四川相继爆发的保路风潮，尤其是四川保路运动的高涨，直接推动了武昌起义的爆发。
武汉地处长江中游，向称"九省通衢"，是一个政治、经济、文化和军事的重镇。这里是帝国主义侵略较早和压迫最深的地区之一。20世纪初，帝国主义在武汉设立的各种企业多达180余家；它们在武汉的贸易额仅次于上海，居全国第二。湖北又是"洋务新政"的重要基地。19世纪末20世纪初，张之洞督鄂，先后创办汉阳兵工厂、汉冶萍钢铁公司、纱麻布丝四局以及造纸、制革等10余厂。为了培养"洋务人才"，他大力兴办近代文化教育，1908年，湖北的新式学堂已激增到1972所，在校学生72634人；湖北派遣的留学生远赴欧、美、日本，仅日本一地最多时即达1000多人。同时，他还编练了一镇（师）一混成协（旅）的新军，吸收了大量小知识分子入伍。在帝国主义侵略和洋务新政的刺激下，从1902年至1910年，武汉设立纺织、水电、面粉、火柴、机器等民办企业24家，成为仅次于上海的中国近代第二大工商业中心，是民族资本主义经济发展较快的城市。
湖北革命党人较之别的省区做了更为长期、艰苦、踏实的准备。他们认为，"要革命非运动军队不可，运动军队非亲身参加行伍不可"。从1903年开始，大批革命的小知识分子纷纷投笔从戎，以普通士兵的身份，在新军中宣传革命，发展组织。他们自办印刷所、图书室、学校、书报社等，翻印传播《革命军》、《猛回头》等革命书籍，使倾向革命的新军士兵几乎人手一册，有力地促进了新军士兵的革命化。他们顽强不屈、坚持不懈地开展工作，在科学补习所和日知会遭到破坏后，以新军为对象，相继建立了军队同盟会、群治学社、振武学社，最后形成文学社和共进会两大革命团体。1911年夏，湖北新军第八镇11204人和第二十一混成协4896人中，参加文学社的已达3000人，参加共进会的亦达1500人。党人又在新军队（连）一级建立基层组织，完备了指挥系统。同时，在学生、会党和其他社会力量方面，也争取了大量的革命者和同情者。
随着革命形势的发展，新军中的文学社和共进会的领导人为了统一步调，于1911年5月11日举行会议，讨论组织联合问题。经多次磋商，9月24日，双方召开联合大会，成立起义临时总指挥部，举蒋翊武为总指挥，孙武为参谋长，刘公为总理部总理；下设军务、参议、内务、外交、理财、调查、交通6个部；确定以刘公、孙武等20人为政治筹备员，设政治筹备处于汉口长清里98号（后迁至俄租界宝善里14号），以蒋翊武、刘复基等为军务筹备员，设军事指挥部于武昌小朝街85号；决定于中秋节（后延至10月11日）起义。
会后，指挥部在对新军各标、营、队的革命党人进行具体部署的同时，分别派人到上海迎接同盟会领导人前来"主持大计"，并联络邻省响应。起义准备基本就绪。然而，10月9日孙武在汉口俄租界宝善里秘密机关配制炸弹，失慎爆炸，受伤人院。沙俄巡捕闻声赶来，将所有革命文告、名册、符号、旗帜全部搜去，并转交清朝官府。湖广总督瑞激下令紧闭城门，按名册搜捕革命党人。革命者感到，"与其坐而被捕，不如及时起义"，以图"死中求生"。蒋翊武决定当晚12时起义，以南湖炮队发炮为号。但是，由于改变计划的命令没有按时下达到各部队，起义未能实现。这天夜里，起义指挥部又遭到破坏，蒋翊武逃脱，党人彭楚藩、刘尧激（即刘复基）、杨洪胜等人被捕；10日清晨，三人英勇就义。清政府的血腥镇压，没有吓倒革命党人，新军革命士兵在"群龙无首"的紧急形势下，秘密串联，决定立即起事。
当晚8时半，工八营第二排排长陶启胜带护兵巡棚查哨，见金兆龙、程正瀛等持枪而待。即斥问金想干什么？金语带双关地回答："准备不测。"陶狂叫："你想造反吗？"金则明确答道："反就反！你能怎样？"陶上前扼住金的手腕，呼令护兵逮捕。程正瀛当即用枪柄猛击陶头部，陶负痛急逃；程继开一枪，将其击伤。革命的第一枪打响了。
该营党人总代表熊秉坤即刻鸣笛集合，率队猛攻楚望台军械库。此时，守卫楚望台军械库的革命士兵也正在展开行动。熊秉坤率队到达，两部胜利会合，军械库被工八营占领。接着，蔡济民率二十九标起义士兵、吴醒汉率三十标起义士兵、方兴等率测绘学堂学兵也相继来到楚望台。城内响起枪声后，驻南湖炮八标的党人徐万年等立即起而响应，旋即拖炮10多尊向中和门进发。驻武胜门外塘角的二十一混成协辎重队差不多与工程八营同时举起了义旗，党人李鹏升集合了炮、辎、工等营队约百余人绕城转到中和门，与炮八标会合后，一齐进至楚望台。
这时武昌城内的敌我态势是：敌军在城的西南角，革命军在城的东南角，彼此对垒。革命军占据了有利地形，控制着制高点，有充足的弹械。但领导和发动起义的大多是一般士兵，一部分是正目、副目（正、副班长），职位最高的也只是个排长。他们有饱满的革命激情和勇气，却缺乏组织、指挥攻坚夺垒的军事知识和经验。在这种情况下，工八营左队队官吴兆麟，因曾参加过日知会，具有较多的军事知识而被起义群众拥戴为临时总指挥，负责主持攻打督署。吴兆麟当众宣布了共同遵守的约章，发布命令：熊秉坤、马荣、邝杰各率兵分三路进攻督署；程国贞指挥炮队，在中和门城楼及蛇山等处布设阵地，炮击督署及第八镇司令部；其余起义部队分别执行巡查、策应、防守等任务或后备待命。
接近午夜，进攻督署的战斗激烈地展开。革命军的第一次进攻遭受挫折，稍事退却。发起第二次进攻时，中和门与蛇山等地的炮队因天黑，不能准确测定目标，建议在督署附近放火照明。居民得知后，主动引火助焚。霎时间，火光烛天，目标极其明显。督署和第八镇司令部相继遭到革命军炮火的轰击。各路革命军乘势进击，突破敌人防线，攻克镇司令部，逼近督署。湖广总督瑞激深恐被四面围困，急命差弁在署后围墙上穿凿一洞，仓惶溜走，出文昌门到江边，逃上了楚豫兵舰。约午夜两点多钟，革命军发动第三次攻击，与顽敌展开争夺督署的决战。敌第八镇统制张彪亲自督队，从望山门城上窜下反扑，迫使革命军第三路退守保安门。这时，由熊秉坤等数十人组成的敢死队已攻抵辕门，冲锋在前的纪鸿钧、王世龙等携带煤油等引火物，冒死跃登门房和大堂附近纵火焚烧。他们虽相继饮弹牺牲，但蛰伏大堂的顽敌已无法存身；张彪奔出文昌门，逃往汉阳（今属武汉市）。10月11日清晨，武昌城全部由革命军占领，一面红地十八星旗，飘扬在黄鹤楼上，宣告了武昌首义的胜利。
接着，与武昌隔江而望的汉阳、汉口的革命党人也急起响应。原来属于第二十一混成协的步队四十二标第一营驻汉阳，二营驻汉口，三营驻京汉铁路黄河以南沿线。文学社在该标的机构称阳夏支部，由标代表胡玉珍兼支部长，邱文斌为副标代表，王缵承任书记。10月10日，胡玉珍到汉口，遇到小朝街机关破坏后逃来的文学社副社长王宪章，当即商定了响应武昌发难的安排。10月11日下午，任文学社联络的袁金声过江到武昌，回汉阳后即将武昌光复和见到由黎元洪署名的军政府布告等事情向党人作了汇报。胡玉珍遂决定当晚10时发难。
入夜以后，胡玉珍鸣枪为号，前、左两队如约集合，人子弹库夺取弹药。管带汪炳山逃窜。队官宋锡全企图制止士兵行动，党人黄家麟即将白布系其左臂，对宋说："你不要糊涂。"宋闻言即抽出指挥刀表示反正，遂被推为指挥官。这时，革命军已占领龟山，在山上设立炮兵阵地，将前一天窜到龟山脚下的辎重营残部击溃，残敌逃往刘家庙。10月12日清晨，汉阳宣告光复。同时，党人赵承武率队在汉口居仁门首先发难；汉阳的革命军在起义胜利后，如约派曾汉臣等率兵到汉口与赵承武会合，迅即占领全城。