辛亥武昌起义前夕，中国社会各种矛盾空前激化。人民群众自发的反抗斗争此起彼伏，和资产阶级革命党人连续不断的武装起义相呼应。1911年9月14日，在同盟会中部总会推动下，文学社和共进会消除门户之见，联合反清，建立了统一的起义领导机关。9月24日，两个革命团体召开第二次联席会议，决议在10月6日（农历八月十五日）发动起义，蒋翊武为临时总司令。
革命党人的活动引起了湖北当局的注意，并且采取了一定措施，如实行全城戒严，进行大搜查，收缴士兵子弹，使枪弹分离等。革命党人见清军已有准备，再加上同盟会重要领导人黄兴、宋教仁、谭人凤等人迟迟未到武汉，所以起义不得不延期。
10月9日，孙武等配制炸弹时，不慎爆炸，俄国巡捕闻声赶来，搜去了革命党人名册、起义文告、旗帜、印信等物，并转交总督署，湖广总督立即下令关闭四城，搜捕革命党人。
面对这场突变，蒋翊武、刘复基、彭楚藩、杨宏胜等人召开紧急会议，决定立即发动起义。蒋翊武以临时总司令的名义起草命令，派人送往各标、营革命党人手中，约定当晚12时，以南湖炮队的炮声为号，发动起义。
但是，湖广总督已于事先听到风声，派军警查抄了武昌的各个革命机关，逮捕了刘复基、彭楚藩、杨宏胜等人，蒋翊武逃离武汉。湖广总督下令杀害刘、彭、杨3人，按查获的名册搜捕革命党人。由于起义的命令未及时送到南湖炮队，10月9日晚起义的计划落空。
在群龙无首的情况下，新军中的革命党人自行联络，决定以枪声为号，在第二天晚上按原计划发难。10月10日晚，新军工程第八营的革命党人打响了起义的第一枪，夺取了中和门附近的楚望台军械库以及库内的枪支弹药，他们还陆续集合了200多人，推举左队队官吴兆麟为临时总指挥。
枪声一响，城内城外的革命党人、各标营的革命党人及其部众、炮兵营、工程队以及测绘学堂的学兵都相继起义，迅速向楚望台集中。这是，起义人数已达到近3000人，吴兆麟、熊秉坤、蔡济民等决定趁夜向总督署及紧靠督署的第八镇司令部发起进攻。
晚上10点30分，起义军分三路进攻督署后院、第八镇司令部和督署翼侧、前门。同时，已入城的炮八标占领发射阵地后，开始对督署轰炸。第一次进攻曾一度受挫，后来又有一部分起义士兵前来参战，加上炮队完全进入蛇山阵地，局势才开始好转。
晚12点后发动的第二次进攻异常激烈。起义军突破防线，逼近督署附近。
三路义军互相配合，在炮兵火力支援下，一举冲入督署，将大堂点燃。督署和司令部守军见大势已去，降的降，散的散。10月11日黎明，武昌城内各官署、城门均为起义军所控制。10月11日上午，处于观望状态的清兵陆续向楚望台集中，听从革命党人指挥。
十八星旗插上武昌城头，武昌起义取得胜利。
接着，汉阳、汉口的革命党人也闻风而动，先后光复，武汉三镇均处于革命党人的控制之下。随即革命党人发表宣言，改国号为中华民国，还成立中华民国军政府湖北都督府，号召各省起义响应。在湖北的影响下，全国有13个省陆续宣布独立。
1912年1月1日，中华民国临时政府成立，1912年2月12日，清帝退位，清王朝被推翻。