1911年10月10日晚8時半，熊秉坤率領第8鎮工程8營後隊革命黨人首先發難，起義士兵便都持槍在手。代理管帶阮榮發督率少數軍官聞訊來堵，又放槍威脅，打傷兩個同志，起義士兵遂開槍打倒阮榮發，其余軍官便都逃竄。熊秉坤集合起義隊伍直奔楚望台軍械所，那守衛楚望台的工程營左隊革命士兵馬榮等立即響應，便設法打開庫門，取出子彈，分發士兵。這熊秉坤率隊前來會合，佔領了楚望台軍械所。
熊秉坤遂以總代表名義命令︰“本軍是湖北革命軍，即以楚望台為大軍營，金兆龍馬上帶兵去接應南湖炮8標，並掩護進城，然後進攻總督署。”
臨時參加起義者甚眾，出現了隨意開槍，難以指揮的現象。恰在這時，左隊隊官吳兆麟便出場，眾人遂推吳兆麟來指揮作戰，熊秉坤也非常擁戴他。
吳兆麟字畏三，湖北武昌人，先後畢業于湖北武漢普通中學堂、參謀學校、軍官講習所。原本是日知會員，後來消沉多年，但在營中素有威望，且對革命活動暗中同情。他見眾人懇切推戴，便同意臨時指揮，部署進攻防守等，甚是周詳妥當。
金兆龍帶兵出中和門至南湖，恰炮隊已有準備，隊官張文鼎等已與鄧玉麟等接洽妥當，金兆龍一到，遂帶領炮隊入城，途中又與混成輜重營起義部隊匯合，遇著城內吳兆麟所派第二批接應步兵，遂一路殺奔城內，至楚望台，吳兆麟又請炮隊再去把留在營內的大炮拖來。
蔡濟民、方維等黨人遂率隊來楚望台匯合，陸軍測繪學堂學生亦在黨人代表李翊東帶領下投入起事。
各起義部隊推舉吳兆麟統一指揮進攻督署，布成步炮陣地，便由大炮射擊督署，且轟擊尚未起義的41標，促其響應。
黎元洪10日晚一直在協司令部里坐鎮。第21混成協各部將士大多出調外地。黎元洪接到駐守在武勝門外塘角之21混成協炮隊營管帶張正基打來的電話，告以同駐塘角的21混成協輜重隊縱火起事，黎聞訊恐慌異常，令張立即撲滅，同時電話通知鐵忠。他又想到要設法阻止城內本協士兵響應起義，于是命所屬41標3營管帶謝國超嚴防本營士兵行動，同時下令召集41標全體官佐到會議廳集合。
黎元洪面色莊重地環視著聚集在會議廳內的官佐，宣布了三項命令︰嚴陣以待，來則還擊，去不追擊。然後只說了兩個字︰“請坐。”他便一言不發地來回踱步。
會議廳沉默了一個多小時，黎元洪接到督署電話︰第21混成協工程21隊、輜重第21隊兵變。沒過10分鐘，得到21混成協駐塘角的炮兵亦變。繼而又接到張彪電話通知，城內工程8營和右旗部隊兵變，又不到半小時，听說第8鎮炮標進城，在楚望台駕炮攻督署，城中大亂。約10點鐘，瑞澄逃至楚豫兵艦，11時督署電話不通。
黎元洪和41標官佐靜坐著听會議廳之外的槍聲、炮聲、喊殺聲，黝暗的夜空不時閃著火光。
突然，41標士兵、共進會員鄒玉溪奪門欲出，黎元洪當即開槍將其打死。約11點半鐘，听到有人攀營牆高呼︰“革命成功，同胞速出，去攻督署！”然後逾垣而入，為守者所執。拉到黎元洪面前，黎向此人猛砍一刀。由于用力過猛，刃折而人未死，仍高呼革命，護兵亂刃齊下，移尸溝中。被殺者是由革命軍臨時總指揮所派給各營送信並聯絡響應起義、攻打督署的共進會員周榮棠。
黎元洪一連殺死兩個革命黨人，並未擋住革命黨人的進攻。過了一會，隔壁30標留守兵槍聲大作，勢將及41標，黎指揮標兵，乘牆防之，他命令︰“如人來攻我，則發槍擊之！”黎見革命軍勢力強大，又下命令說︰“不還槍，好言勸之。”見地的部下慌亂已極，再下令說︰“如來攻我，退守營房。”
起義軍在蛇山的炮兵陣地和楚望台上的炮火交相輝映，呼嘯的炮彈直向41標營房射來，41標的軍士亦有哄動之相。
黎元洪眼見大勢已去，始令官佐各自回營，並最後訓話說︰“帶兵出外避炮，如能維持，不負皇恩，是所至盼；更能維持到底，將來定予重賞；否則听其自便，余不能為汝等負責。”
41標全體官佐一哄而散。
41標革命黨代表闕龍、廖湘芸在隊官胡廷佐等人協助下，集合隊伍，沖出了營門，直奔楚望台。
起義軍士臂纏白巾進攻督署。先頭部隊到督署東面不遠，忽遇張彪親自率領的隊伍，在望山門城樓抵抗，進攻受挫。
吳兆麟、蔡濟民、熊兼坤等商量第二次進攻，定下放火之計，兼為炮兵射擊參照，便令民眾從督署周圍撤走，日後賠償所損房屋，民眾則搬出油桶、棉花，自願毀家，便把督署照得如同白晝。炮兵遂用排炮轟擊督署與第8鎮司令部。起義軍組成敢死隊，熊秉坤帶隊猛沖，督署遂為起義軍所佔。
第41標起義隊伍亦不甘人後，在隊官胡廷佐等帶領下攻下藩署，都是白銀滿庫，胡廷佐下令封存守衛，有妄取者立斬，無人敢動。
電報局、官錢局也相繼拿下。張彪見大勢已去，遂領殘余兵將，出城渡江到漢口劉家廟車站喘息，城中殘兵便都投降。
黎元洪焦灼萬分。參謀劉文吉、管帶謝國超、執事官王安瀾等勸他暫避他處。他便偕王安瀾等至黃土坡劉文吉家。黎對劉說︰“我身居協統，部下兵變，如革命黨失敗，我必受處分；若革命黨成功，我能否逃命，不得而知。我有金錢幾許，存于某處；田地若干，均有契據。更有金表一只，現款幾何，暫為拜托。我若不幸，我之家屬兒女，煩君照料。”
黎元洪在劉家換了一身便衣，又偕王安瀾一起至謝國超家。他在謝家輾轉不能成寐，憶及平時積蓄，乃派伙夫回家搬運。
伙夫從中和門內黎宅挑出了個皮箱，擔任巡查的工程起義士兵馬榮、程正瀛等見其神色慌張，懷疑是乘火打劫的竊犯，喝令止步，並聲語要嚴加懲辦。伙夫慌忙答辯，吐出真情。馬、程二人連忙回楚望台將此情報告。
11日拂曉，很多革命黨人和起義士兵，紛紛聚集在楚望台坡下，集議下一步行動方案。吳兆麟、蔡濟民等人都在場。
蔡濟民道︰
“起義已初步成功，目前最要緊的，是重新組織政府，不能這樣群龍無首；光武昌起義是不行的，必須馬上通電全國，呼吁響應；安民告示更非馬上發出不可。我們一定要找一個德高望重、為全國所知的人，才能號召天下，免得別人說我們是兵變鬧事。”
當時，革命黨的領袖們︰劉公隔絕在漢口，孫武炸傷，蔣翊武出逃，劉英遠在京山，詹大悲、胡瑛在獄中，劉復基等被害，居正、黃興、譚人鳳、宋教仁俱在港、滬，楊時杰在京。起義各軍領導人，均以資望淺，不敢出來負總的責任。蔡濟民、吳兆麟、熊秉坤、李作棟、張振武等籌商，邀請原諮議局正副議長及議員前來開會，商討地方政府組織事宜。
議會會長湯化龍字濟武，37歲年齡，湖北蘄水人，中過進士，擔任過授法部主事、山西大學堂國文教習，後留學日本，歸國後任湖北諮議局籌辦處參事，被選為議長，1910年被推選為各省諮議局聯合會主席，要求清廷召開國會，實行立憲，抨擊皇族內閣，與譚延嚤X確⑵ 櫓 跋苡鴉帷保 髯鷸鼐 髁 濉Ｋ 洳 渚 牛 潘悼 幔 蓯敲壞住
議長、議員來到楚望台，關于組織政府，便有人推舉湯化龍為湖北都督。湯化龍倒也知趣，知道手中無兵，都督如何能干。正在此時，馬榮和程正瀛回來報告黎元洪去處，吳兆麟、蔡濟民當即作出決斷︰“以黎在湖北負人望，且甚得軍心，此時出任都督，最為適當。”
吳兆麟同黎元洪有師生和同學之誼，當然擁護黎為都督。蔡濟民政治上十分幼稚，又有單純的排滿思想，他種族界線清楚，而階級界線模糊，卻把都督位置讓給屬于革命對象的舊官僚黎元洪。吳、蔡當即派各軍代表，偕同馬榮、程正瀛率兵一排，前往謝宅迎黎。
黎元洪聞起義軍至，忙躲進床下，卻被馬榮識破，只得爬出來，端出協統架子叱責革命戰士︰
“余帶兵並不刻薄，汝等何事難余？”
眾人答道︰“我等來此，特請公出主大計。從則生，不從則死。統領自擇之！”
黎知不可抗拒，只得由眾人擁到楚望台。
吳兆麟等派出一排士兵，列隊鳴號歡迎。眾人這才注意到黎元洪身著灰呢長夾袍，上罩一件青呢馬褂，頭戴一頂瓜皮小帽，背後仍拖著一條“豚尾”，一派頹敗的前清官僚神氣，面容沮喪，失去了平日作協統時的威儀。黎見到這個歡迎場面，無可奈何地向革命士兵笑了笑道︰
“各位辛苦！”
吳兆麟等引黎至中和門城樓觀戰，黎見眾人視線集中在遠處的戰場上，小聲對吳兆麟道︰“你為什麼要革命？這是要全家誅戮的事。你學問很好，資格很深，你萬不該與革命黨共同革命，你若不革命，你在軍隊進級很易。請你快叫大眾各回各營。事情鬧太大了，更不得了。”
吳兆麟小聲回道︰“我也是被眾人挾來的。”
馬榮在旁，听黎元洪竟出此言，大怒。斥黎元洪道︰
“我們同志很抬舉你，你反不受抬舉，叫我們回營，待瑞澄派人來殺。你昨夜親手殺了我們傳信的同志周榮棠，我們尚未問你的罪！今請你來，仍是反對我們。你就是一個漢奸，我們就要殺你。”
吳兆麟急忙喝止，對馬解釋道︰“黎統領素來是很愛我們的，剛才所說的話，是關照我們，看我們同志太辛苦了，暫請回營休息，黎統領自有維持之法。”又低聲對黎道︰“請統領暫且容忍，因昨晚殺人太多，此時都是一鼓奮勇之氣，稍不如意，即動手來，反于統領面子不好。”
黎不再發言。吳又對黎道︰“瑞澄自督鄂以來，措置乖戾，激起湖北軍隊全體革命，足證清廷無道，今聞瑞澄與張統制均已出走，僅統領一人在武昌城內。統領素愛軍人，甚得軍心。事已至此，實屬天意，只好請統領出來維持大計。”
黎元洪听說督署已被攻下，瑞澄、張彪、鐵忠逃走，武昌城全城已被革命黨人控制，便臨時集會，在了解了大致情況後冷笑道︰
“瑞澄、張彪統清兵水陸並進，何以抵御？海軍軍械尤犀利，不需10彈，此城將粉碎矣。汝等將退何處？依吾之見，汝等不若暫且回營，待吾往說瑞、張使不追究，何如？”
革命黨人大怒︰“吾人革命，原不計生死利害，但盡心力而行之，雖肝膽涂地，亦甘之如飴也。統領意見，絕不可行。”
黎元洪長嘆一聲︰“我只老命一條，給汝輩玩掉吧！”
革命黨人決計在原湖北諮議局設址辦公。蔡濟民等與湯化龍等商定，起義軍代表、黎元洪等去諮議局開會，組織政府。革命黨人方維牽來一匹駿馬，供黎乘坐。吳兆麟又派100名士兵護衛，熊秉坤、鄧玉麟、李作棟、徐萬年、馬驥雲等隨行。
會議正式開始，眾人公推湯化龍為主席。因有人曾提議湯為都督，湯首先發言道︰
“革命事業，兄弟素表贊成。但是此時武昌發難，各省均不曉得，須先通電各省，請一致響應，以助成偉舉。鄙見瑞澄自逃走後，必有電報到京。清廷聞信，必派兵來鄂，與我們為難。此時正是軍事時代，兄弟非軍人，不知用兵，關于軍事，請諸位等籌劃，兄弟無不盡力幫助。”
吳兆麟起而發言，表示贊成湯化龍意見，並補充說明武昌首義後，革命所處的有利形勢，鼓舞大家必勝的信心，然後說道︰“首義後，軍、民兩政實繁，兄弟擬請在座諸位同志、先生公舉黎元洪統領為湖北都督，湯先生為湖北民政總長。兩公系湖北人望，如出來主持大計，號召天下，則各省必易響應。”
眾人拍手贊成。黎元洪答稱︰“此事體太大，務必謹慎，我不勝都督之任，請另選賢能。”
立憲派人士湯化龍、胡瑞霖以及吳兆麟都婉言勸黎；革命黨人蔡濟民、張振武、李翊東更強迫其必須接受推戴，黎仍無動于衷。蔡濟民拔出手槍厲聲道︰
“事已至此，黎公再不允就，我等只有自殺，以謝同志，而慰死難諸先烈！”話音未落，突然有一人舉刀自殺，血濺滿座。
原來是革命志士朱樹烈試圖以鮮血感動黎元洪，黎居然不為所動。一霎時，空氣極為緊張，許多革命戰士感到憤怒、焦躁。正在僵持之中，忽見李翊東手捧一夜之間寫就的“中華民國軍政府鄂軍都督黎布告”，對黎說道︰
“請于都督餃下，署一黎字。”
黎元洪嚇得雙手發抖，顫聲道︰“毋害我，毋害我！”
李翊東大怒，手持長銃道︰“汝 顏事仇，官至統領，豈大漢黃帝子孫耶？罪不容于死，今不罪汝，舉為都督，反拒絕之，豈非生成奴性，仍欲效忠于敵耶？余殺汝，另舉賢能。”
蔡濟民、陳磊急忙勸止。黎元洪瑟縮不語。李翊東提筆代書一個“黎”字，並對黎元洪說︰
“余代為書，豈能否認乎？”
眾人鼓掌，表示稱贊。然後把黎元洪關在諮議局樓上的一間房屋里，並派兵把守。黎元洪見此情景，思慮︰革命黨人把他當成囚徒，清朝又把他當成叛臣，無論哪一方都可以把他的腦袋搬家，故此整日愁眉苦臉，飲食不進。
“中華民國軍政府鄂軍都督黎布告”在武昌城內廣為張貼，這告示為六言文︰
今奉軍政府令，告我國民知之︰凡我義師到處，爾等不用猜疑。我為救民而起，並非貪功自私。拔爾等出水火，補爾等之瘡痍。爾等前此受虐，甚于苦海沉迷。只因異族專制，故此棄爾如遺。須知今滿政府，並非我家漢兒。縱有沖天義憤，報復竟無所施。我今為民不忍，赫然首舉義旗。第一為民除害，與民戮力馳驅。所有漢奸民賊，不許殘孽久支。賊昔食我之肉，我今寢彼之皮。有人激于大義，宜速執鞭來歸，共圖光復事業，漢家中興立期。建立中華民國，同胞其毋差池。士農工商民眾，定必同逐胡兒。軍行素有紀律，公平相待不欺。願我親愛同胞，一一敬听我詞。
黃帝紀元四千六百零九年八月二十日示。
告示是武昌城內破天荒的一件大事，人們奔走相告，爭先恐後地觀看，往觀者途為之塞，歡聲雷動，至有艱于步履之白發老翁，倩人扶持，擁至布告前，必欲親睹為快。武昌城內，人心為之大定，而殘余的清吏、旗兵則心驚膽裂，易裝潛逃者甚多。甚至漢口租界的外國人士聞訊，也大為驚愕︰“想不到黎統領也是革命黨！”逃散之陸軍官長，聞黎公出任都督，多歸附焉。
漢口民眾得知武昌起義成功，便急入監獄看望詹大悲，衛兵也不阻止，任由詹大悲等自由行走。漢口街面已亂，盜匪橫行，詹大悲等急忙過江，找到蔡濟民道︰“你們如何在武昌閉城造反，不管漢口，請速派兵過江佔領。”
蔡濟民等深覺有理，便派軍隊隨詹大悲過漢口設司令部。革命黨人群集詹大悲身側，遂成立漢口軍分府，出示布告，共推詹大悲為分府主任，何海鳴為副主任。當夜藏在漢口的文學社副社長王憲章發動42標一二營，在漢陽、漢口行動起來，趕跑反動軍官，舉在獄中的黨人李亞東為漢陽知府。武漢三鎮，已經光復。
黎元洪被軟禁在諮議局，閉目不語，實乃木偶尸居，不畫一策。革命黨人的本意是借用黎的空名來鎮定人心，並不需要黎負任何責任和過問事情，所以當蔡濟民、鄧玉麟、王憲章、吳兆麟等人看到黎的態度如此頑固，毫無轉變立場的表現，即決定舉行會議，成立謀略處，負責軍政大事，實即軍政府的決策機構。會議推蔡濟民為謀略處負責人，其成員還有吳醒漢、高尚志、張廷輔等，共15人。謀略處遂議決︰都督署設在諮議局；廢除宣統年號，改為黃帝紀元4609年；
用都督黎元洪名義布告地方及通電全國；革命軍旗為18星旗；軍政府暫設機關四部︰參謀部、軍務部、政務部；設立招賢館。謀略處又派出剛出獄的胡瑛為外交部長，帶軍政府照會過江會見各國駐漢口領事，洋人們原來不知底細，至此才知局面。此時軍情卻也緊張，武漢革命軍不足3000人，清兵必將很快南下，謀略處遂定擴軍四協，退伍老兵通知歸營。
蔣翊武長衫短發，滿面風塵闖進設在諮議局的謀略處，眾人大喜，急道辛苦。原來蔣翊武那日從小朝街機關逃出，擬至京山縣找會黨首領劉英，伺機再舉。于途听說武昌革命黨起事，遂折身回返，一路奔回，卻是3天3夜工夫。
黎元洪不言不笑，不進飲食，終日正襟危坐，形同偶人，人皆目為泥菩薩。黎元洪的執事官王安瀾看見黎每天不食不語，心里著急，惟恐餓壞了這位他跟隨多年的黎協統，便把黎的情況報告了軍政府的革命黨人。
幾位革命同志商議，都說黎如此反對革命，終日憂悶，飲食不進，若真餓死，豈不麻煩！當時在座的陳磊道︰
“我想黎元洪是故意裝模作樣，他以為革命難以成功，一旦失敗，他則求請政府原諒，或者再謀做官；如果革命成功，他則享受元勛。此時假裝愁悶，其心正在計算。不然，他果忠于滿清，何以當初晚間不死？”
都督府警衛司令甘績熙起而支持陳磊︰“黎元洪這個態度，甚是可惱！我們真看不來！依我愚見，不如用手槍扣了完事！”
說著，陳、甘二人提著手槍便朝黎元洪的房間走去，其他革命黨人連忙勸阻，爭說不可如此激烈，以致外間有所藉口。甘績熙遂改口道︰“我縱不扣死他，亦要他決心。”說罷推開黎元洪的房門，其他同志亦隨著進去，甘對黎道︰
“黎宋卿先生，我們漢人同志，流血不少，以無數頭顱換得今日成績，抬舉你為都督。你數日來，太對我們同志不起。我對你說，事不成，你可做個拿破侖；事若成，你可做個華盛頓。你很討便宜的，你再不決心，我們就以手槍對待！”
黎元洪這時頭腦似乎略覺清醒，慢條斯理地道︰“你年輕人不要說激烈話。我已在此兩日，並未有什麼事對你們不起。”陳磊道︰“你的辮子尚未去！你既為都督，該做一個模範，先去辮子，以表示決心。听說你自到了諮議局，茶飯不進，你未免太著急了。我今有一言奉問︰現在是民國了，你若盡忠民國，你就是開國元勛；你若盡忠滿清，你就該早天盡節。二者必居其一，何以如此裝模作樣？你非才智勝人，即你不干，以中國之大，漢人之多，豈無做都督之人耶！望你三思，不然，恐同志等不容汝也！”
這時蔡濟民等圍過來，七嘴八舌地勸他剪辮子。黎連忙道︰
“你們再不要如此激烈，我決心與你們幫忙就是。你們說要去辮子，我早就贊成。我前在營內並下過傳知，謂︰願剪發者，則听其便。你們明日叫個理發匠來，將我的辮子剃去就是。”
講話間，起義士兵丁仁杰和劉度誠二人一起當即給黎剪去了辮子，現出圓圓的光頭來。蔡濟民畢竟是20多歲的青年人，竟撫摸著黎元洪的光頭開玩笑道︰
“都督好像個羅漢！”
黎元洪苦笑道︰“有點似彌勒佛。”
黎元洪所以轉變了態度，是他看到殘余的反革命勢力逐步被清除，革命形勢不斷發展，尤其是他听到起義炮兵1營、步兵1隊在武勝門外兩望一帶陣地上，同停泊在長江的楚豫（瑞澄在此艦上）、楚材、江清各兵艦炮戰約2小時，楚豫、江清兩艦被擊傷，敵艦向長江下游敗走，這對他震動頗大。他向來迷信清政府的海軍實力，今見清朝海軍竟敗于革命軍之手，可知清朝的前途不妙，于是態度方始有所轉變。
另有文字記載，正當黎元洪心情郁悶，自殺未遂的當口，黎家老僕來到都督府，欲面見黎元洪，衛兵不許其入內，老僕遙對黎元洪喊道︰“如夫人勸主公降”，自是黎持兩端，不堅欲殉節。這未免夸大了如夫人的作用了，那如夫人，即是黎元洪以3000元買的妾危文繡是也。
其實，在革命黨人中，反對黎元洪做都督的不乏其人。革命黨領導人張振武見黎元洪態度仍無改變，主張殺掉他，以吳兆麟為都督，李作棟、陳磊贊成，但吳兆麟堅執不肯。又有一些革命黨人見黎元洪態度頑固，主張罷黎元洪都督職，以黃興易之。賞敘長李翊東力持不可，謂︰
“黎名為都督，實則俘虜，以黃易之猶如反掌耳。然竊以為不可，蓋黎厚重知兵，為人望所歸，一旦去之，恐搖動人心，招致內亂，則為敵所乘，其害可勝言哉。且黎氏為吾人所立，旋又去之，將何以取信于人，而招致天下士耶？”
