以四川为中心的“保路运动”爆发后，清朝政府调集半数以上驻武汉的新军入川镇压，大批新军向四川的开拔，给武汉革命党人发动起义提供了大好时机。
武汉地区有两个革命团体，一个叫共进会，一个叫文学社，都和同盟会保持着密切联系。他们看到起义的时机已经成熟，便于8月间组成湖北革命军总指挥部，推定文学社负责人蒋翊武为总司令，共进会负责人孙武为参谋长，刘尧征、彭楚藩等为军事筹备员，负责组织起义。经过商议，定于1911年10月11日放火为号发动起义。
起义的日子一天天逼近，大家都投入积极的准备中。不料在起义前夕，接连发生了两起自我暴露的事件，新军中的革命党人有不少被杀害，革命党人这时除了提前发动起义，别无选择。一件事是新军炮队的革命党人孟发臣等人和营长杨齐风发生冲突，杨齐风用军棍打了孟发臣等人，士兵们看到长官这样蛮横专制，按捺不住怒火，拖出几门大炮就向军官宿舍轰击。谁知射出的全是演习用的假弹。他们又急忙去取真弹时，被赶来的部队镇压。湖广总督瑞征虽然没有利用这件事大肆搜捕革命党人，却因此加强了防备。
第二件事发生在10月9日上午。一部分革命党在参谋长孙武带领下，在汉口俄租界宝善里配制炸药。不料有人吸烟，火星落在炸药桶里，顿时引起爆炸。孙武受伤，被人送进医院。巨大的爆炸声引来了俄国巡捕，他们把革命党人准备起义用的文告、旗帜、印信、钞票和宣传品全部抄走，并抓住了刘同等人，接着他们就把这些战利品引渡给瑞征。刘同当时只有十四五岁，在敌人的严刑拷打下，把他所知道的革命党的秘密机关和重要人物全部供了出来。瑞征马上下令包围了武昌小朝街的起义指挥部，抓住了一批革命党人。总指挥蒋翊武侥幸逃脱。起义计划被彻底打乱。
当天午夜过后，瑞征下令将捉到的革命党人全部杀害。接着关闭城门，全城戒严，并严格管束新军各团各营的人员，不许他们外出，不许往来，按照名单严密搜捕新军中的革命党人。
晚7时左右，驻武昌城内黄土坡的第八镇所属工程第八营的士兵金兆龙在兵营里擦枪，排长陶启胜就问：“你们要干什么？”金兆龙回答：“以防不测！”陶启胜大声说：“你们想造反吗？”金兆龙急不择言：“造反就造反，你能把老子怎的！”陶启胜上来就要扭住金兆龙，金兆龙抬手就给了他一枪。受了轻伤的陶启胜转身便往门外跑，迎面碰上班长熊秉（bǐnɡ）坤。熊秉坤知道陶启胜这一去定会惹来麻烦，也抬手向他开了一枪。全营革命党人听到枪声，大喊：“反吧！”顿时大家行动起来，枪声大作。金兆龙、熊秉坤的第一枪揭开了武昌起义的序幕。
起义发动之后，熊秉坤等率众直奔楚望台军械局。把守军械局的工程营士兵顿时纷纷加入起义队伍，起义士兵的战斗力和信心越发得到加强。驻守军械局的工程营左队队官吴兆麟，曾经参加过革命团体日知会，所以立即被推为临时总指挥，吴兆麟立即带领队伍进攻总督衙门。这时各团营新军革命士兵听到枪炮声和工程第八营起义的消息后，也都纷纷起义。起义队伍声势更加浩大。经过一夜战斗，到11日拂晓，武昌就被革命军全部占领了。11日晚和12日早，汉口和汉阳新军也发动了起义。武汉三镇全部为革命军所占领，武昌起义获得了成功。
