10月10日晚7時左右，駐守城外西北塘角的混成協輜重一營的革命黨士兵決定當晚起事，縱火為號。城內工程第八營打響第一槍，等待已久的革命黨士兵騰躍而起，從各營房中持槍呼嘯衝出，聞風響應，撲向楚望台軍械庫。集結起來的革命軍推舉工程營左隊隊官吳兆麟為臨時總指揮，由熊秉坤、馬榮、鄺傑率兵分三路進攻總督署，前後三次發起進攻。火光衝天中，一顆炮彈擊中總督署的簽押房，躲在督署內的瑞瀲嚇得魂不附體，私下急令鑿開督署後牆，率家小、護衛溜之乎也，登上“楚豫”號軍艦，開到漢口江麵，躲在外國軍艦之後。而盤桓在軍艦上的瑞澂挖空心思為自己開脫，把棄城而逃的責任推諉於鄂軍提督、第八鎮司令張彪統兵無能，鎮壓不力。盡管張彪指揮清軍負隅頑抗，經革命軍奮力攻殺，清軍潰敗，張彪的司令部被攻破，帶著輜重營逃往漢口劉家廟。經過一夜浴血激戰，東方破曉，革命軍占領了督署，武昌城克複。上午，武昌城內敵蹤全無，雄踞武昌城中心蛇山之巔的黃鶴樓，一麵共進會的紅地九角十八星旗(象征長城以南的十八個省)升起，獵獵飄揚。這麵旗幟與興中會的青天白日旗，在民國元年分別被製定為陸軍和海軍軍旗。
（二）黎張交惡
10月11日上午，領導武昌起義的各方代表齊聚湖北谘議局，討論成立中華民國軍政府鄂軍都督府，並推選鄂軍都督。由於革命軍的領導者多為普通士兵和下級軍官，革命黨領袖非逃即傷，不在武昌，群龍無首，必須推舉出一個足資號召的首領。擇來選去，臨時總指揮吳兆麟提議由湖北新軍中地位僅次於張彪的第二十一混成協統領黎元洪出任，這是無可奈何的選擇，沒有辦法的辦法。
黎元洪(1864～1928)，字宋卿，祖籍江西豫章(今南昌)，世居湖北黃陂。耕讀傳家，其父黎朝相時家道中落，投軍後因功由士兵擢升遊擊之職。14歲時黎元洪隨父北遷至天津東、塘沽北的小鎮北塘。先入私塾，1883年考入天津北洋水師學堂。1888年以優等生畢業，派往海軍服役。1894年中日甲午海戰中，所乘戰艦被日艦魚雷擊沉，黎元洪因有救生帶，幸免於難，漂流海上後得救。1895年初，黎元洪投效署理兩江總督張之洞，深受器重。1896年1月，張之洞返回湖廣總督本任，攜之同往，委以籌練新軍重任。其後，三次赴日考察軍事政治，在軍界嶄露頭角。十年間，以營幫帶而升至協統，位在張彪之下。1906年秋，清政府舉行在河南彰德秋操，新軍分編南北兩軍，南軍由黎元洪統領，獲得“軍容盛強，士氣健銳，步伐技藝均已熟練精嫻，在東南各省中，實堪首屈一指”的好評。由於黎元洪幼年寒微，一度清苦困頓，替他人放牛；從軍後待兵寬厚，注意籠絡人心，以善於治軍著稱；有忠厚長者之相，因而又有“黎菩薩”之譽。因此，吳兆麟的提議得到蔡濟民、張振武、李作棟、吳醒漢等各方代表的讚同。
其實，黎元洪對武昌首義反清革命非但不讚成，而是一貫仇視。早在1910年11月，他曾借故將傾向革命的隊官潘康時撤職，代以親信施化龍。施化龍為他偵知軍隊內革命團體振武學社的活動情況，黎據此開除了大批革命士兵如楊王鵬、李抱良、鍾倬賓、鄭士傑等。武昌起義當晚，黎元洪坐鎮第四十標第三營，親手處決了革命軍臨時總指揮部派去聯絡起義的聯絡員。此後，看到大勢已去，他匆忙換上便裝，躲入黃土坡他的部下參謀劉文吉家中，避匿不出。革命軍馬榮奉命帶一排士兵到劉文吉家中，從臥室床下將黎元洪搜出，簇擁著帶到谘議局，請他就任都督。但嚇得驚慌失措的黎元洪連說：“莫害我！”語無倫次地推拖，然後三緘其口，不再發言，拒絕在安民公告上簽字。革命黨人李翊東見他不肯簽字，氣憤地拿過筆說：“我代簽了，看你還否認不成！”於是，10月11日下午，署有“黎”字的《中華民國政府鄂軍都督黎布告》貼滿全城：
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，甚於苦海沉迷。隻因異族專製，故此棄爾如遺。須知今滿政府，並非我家漢兒。縱有衝天義憤，報複竟無所施。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。有人激於大義，宜速執鞭來歸。共圖光複事業，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，一一敬聽我詞！
10月12日，漢陽、漢口先後光複。10月14日，黎元洪剪去辮子，象征與清廷決裂。各國駐漢領事宣布“中立”，黎元洪勉強同意就職。