湖北新军原为张之洞所练的“江南自强军”，中下层军官不少曾官费派日留学，因而遍布革命党人,在新军的革命党中，又以共进会及文学社两个革命团体渗透最广。
文学社和共进会是新兴知识阶层的革命组织，早就在1911年3月，武汉新军各标营均已经建立起文学社的组织，而共进会呢，他们主要集中于新军八镇第16协第32标发展会员。因此到了1911年10月份的时候，已经有5000多名士兵加入了文学社和共进会，约占新兵总人数的三分之一。
当四川的保路运动酿成民变后，端方奉命率湖北新军入四川镇压后，此时，武汉的防务非常空虚，革命党人认为这是发动起义的好机会。
1911年10月9日共进会人孙武在汉口俄租界宝善里14号秘密制造炸弹时发生事故，孙武被炸伤。爆炸声引来了俄国巡捕前来搜查，虽然说受伤的孙武和其他人脱逃，但起义的文件，旗帜等被搜走，并在相邻的刘公住所内带走了刘公的弟弟刘同。
湖广总督瑞澄闻得此事后下令全城戒严，搜捕革命党人，文学社负责人蒋翊武闻讯后，决定当夜发动起义，并派人给各营送信。当日晚彭楚藩、刘复基在起义总指挥部被捕、杨宏胜在运送弹药的路上被捕，10月10日晨三人被斩首。
新军工程营后队正目(相当于班长)熊秉坤等人决定提早起义，并拉来队官吴兆麟作为起义军临时总指挥，熊秉坤为参谋长。1911年10月10日(农历8月19日)晚间八时(此时事发已无可考证，只能确定是日暮以后午夜以前事发)，程定国(旧说是熊秉坤较为正确)发出武昌起义的第一枪。
起义士兵首先发难攻占楚望台军械库，继而深受文学社共进会等革命团体影响的大部分新军共同响应。吴兆麟、熊秉坤率起义部队攻打湖广总督府，在南湖炮队的炮击下，起义军在次日黎明前，占领总督衙门，湖广总督瑞澄逃走。
在武昌全部光复后，在革命党人的主持下，宣布成立中华民国军政府鄂军都督府(即中华民国湖北军政府)，公布军政府檄文和《安民布告》，宣布改国号为中华民国，废除清朝宣统年号，改用黄帝纪元，宣统三年改为黄帝纪元4609年。
军政府建立参谋部、军务部、政事部、外交部。以谘议局大楼为办公地，以十八星旗为军旗。谋略处以军政府名义发布《布告全国电》，《通告各省文》等文告通电全国。
10月12日，革命党人第二十一混成协第四十二标士兵胡玉珍、