11月11日，滬軍都督陳其美分別致電江蘇都督程德全、浙江都督湯壽潛，提議組織江浙聯軍，會攻南京，並推舉徐紹楨為聯軍總司令。程、湯二人馬上複電讚同。東南各處軍隊，紛紛向鎮江地區集結，既有鎮軍、浙軍、蘇軍、淞軍、滬軍，還有鬆江、江陰等地起義的巡防營，總兵力達萬餘人。
江浙聯軍會攻南京城，是東南革命最堅硬、最困難的一仗。聯軍不敢怠慢，先派出一支部隊渡過長江，繞到南京城北，截斷清軍的後撤道路，然後各軍再開始對城外要塞發動進攻。11月24日，淞軍及浙軍一部攻占烏龍山，乘勝又於次日晨攻克幕府山。聯軍趕緊在山上安置重炮，威脅城內清軍據點。同日，浙軍主力及鎮軍、蘇軍接近南京城牆，與清軍展開了一場遭遇戰。士氣高昂的聯軍在戰鬥中殲敵千餘，俘敵數百。清軍統領王有宏被擊斃，大大挫傷了清軍的士氣。戰後，聯軍成功占領孝陵衛，前鋒抵達紫金山腳下。
張勳見聯軍步步推進，清軍處境不妙，在26日親自率領數千名清軍出擊，撲向幕府山、孝陵衛。張勳是玩了命地督戰，往前衝，聯軍是釘死在陣地上，寸步不讓。雙方反複爭奪陣地，苦戰了一天。最後，清軍不敵，張勳撤回城中。聯軍乘勝肅清了城外殘存的清軍。
29日淩晨開始，聯軍對南京城發動總攻。浙軍進攻朝陽門，蘇軍進攻雨花台，都被清軍居高臨下擊退。聯軍重新部署後，決定對雨花台發動佯攻，主力先取城外製高點天堡城，然後俯攻南京。天堡城位於紫金山西峰山頂的絕壁之上，是由太平軍修建的，當年湘軍和太平軍在此展開過曠日持久的鏖戰。如今，堡壘內的清軍憑借儲存的大量火炮和機關槍，據險頑抗。聯軍自下而上，冒著槍林彈雨仰攻，傷亡很大，進展很小。革命軍拿出了攻堅的老方法：上敢死隊！聯軍組織兩隊敢死隊，從兩麵進攻天堡城。敢死隊員攀岩走壁，不怕犧牲，無畏地向前衝。各軍緊隨其後，向山上衝去。清軍漸漸不支，天堡城掛出了白旗。聯軍官兵們高興起來，原地停止了進攻，派人上前聯絡。不料，天堡城的清軍是假投降，趁聯軍麻痹下來，突然集中火炮和機關槍向聯軍隊伍猛烈射擊。聯軍倒下了上百人。幸存的戰友們憤怒至極，冒死衝鋒，終於將守敵全部殲滅，占領天堡城。站在天堡城上，聯軍可以鳥瞰南京全城。官兵們將堡壘中的大炮調轉炮口，對著城內朝陽門、富貴山、太平門等處轟擊，連連命中目標。
天堡城上炮聲一響，城內清軍立刻膽寒。南京城全部暴露在革命軍炮口之下了！緊接著，雨花台也被聯軍攻占，環繞南京的製高點全部為聯軍所控製，清軍已經無險可守。張勳知道敗局已定，終於想到“和平”解決問題了。他派人分別向聯軍總司令徐紹楨、鎮江都督林述慶求和，以交出南京城為條件，要求革命軍允許江防軍移往別處。徐、林隻答應接受清軍投降，拒絕張勳所部轉移他處。當晚，張勳率部偷偷渡江，向北逃去。張人駿、鐵良等人也在當天夜間乘船出逃。張人駿逃亡上海，當起了寓公。（現在，人們都知道他有一個出名的侄女：張愛玲。）鐵良逃往北京，繼續效忠他的朝廷去了。
張勳帶著部隊逃跑，難度大了很多。這支清軍遭到了江北革命軍的層層阻攔。張勳邊戰邊逃，丟棄了大量軍需輜重，一路狂奔到徐州才停歇下來。徐州原本已經獨立，但由士紳與舊官僚主導，態度並不堅定，如今見張大帥到來，自動取消了獨立。張勳就此長期在徐州盤踞下來。清廷將張人駿革職，讓張勳在徐州空掛起兩江總督的虛職，算是對這個頑固悍將的褒獎。
南京城內殘存的清軍多數是巡防營，無心抵抗，開城投降。12月2日，江浙聯軍開進南京城。南京光複。
“人世幾回傷往事，山形依舊枕寒流。”南京城看慣了金戈鐵馬，穿城而過的長江淘盡了千古英雄。如今，光複後的南京城即將見證前所未有的曆史變遷。南京曾經是六朝古都，是曆史上南方的政治中心，又是前明朱元璋和太平天國洪秀全的都城。它的光複被革命黨人附上了濃厚的政治色彩。主張“排滿興漢”的人們特別興奮。入城後，江浙聯軍將士們絡繹不絕地到紫金山山南的明孝陵（明太祖朱元璋的陵墓）去祭奠，文人墨客們也競相鼓吹。
至此，南方各省全部獨立。南方渾然一體，南北對峙局麵形成。湖北、湖南、江西升起了十八星旗，廣東、廣西、雲南和福建飄揚著青天白日旗，江蘇、浙江、安徽等地換上了光複會的五色旗。其他反正省份，主要靠士紳和舊官僚主導獨立，革命黨的力量並不強大，掛的是白旗，有的在旗上寫“大漢”或者“興漢”幾個大字。
說完南方獨立的景象，我們來看看北方的革命情勢。