甲午战争以后，帝国主义掀起了瓜分中国的狂潮，中华民族已面临着亡国灭种的现实威胁。为挽救民族危亡，以孙中山先生为杰出代表的资产阶级革命派登上了历史舞台。
1905年8月，中国有史以来第一个资产阶级政党中国同盟会成立。在同盟会的领导下，资产阶级革命党人发动了一次又一次以推翻腐朽的清朝封建统治，建立资产阶级共和国为目的的武装起义，1911年4月爆发的黄花岗起义就是其中的一次。这些起义在不同程度上打击了清朝统治，为后来武昌起义一举成功准备了条件。
清政府在《辛丑条约》签订后，完全成了“洋人的朝廷”。中国近代社会两大主要矛盾（即帝国主义和中华民族的矛盾，封建主义和人民大众的矛盾）的焦点都集中在清政府身上，只有推翻清朝的反动统治才能拯救民族。于是，从20世纪初年开始，革命就成了不可阻挡的历史潮流。
1906年12月，同盟会推动和领导了规模巨大的萍浏醴起义。1907年、1908年，同盟会又在西南边境地区发动了6次武装起义：潮州黄冈起义、惠州七女湖起义、防城起义、镇南关起义、钦廉上思起义、河口起义。光复会也在1908年11月发动安庆新军马炮营起义。这些起义因准备不足，单纯冒险，结果都归于失败。1910年2月，同盟会员倪映典率广州新军3000人起义，又遭失败。
连续的失败，使少数革命党人对前途失去信心，转而走上暗杀道路。只有孙中山等人在失败面前不气馁，对革命成功充满信心。他们决心在广州发动一次更大的起义，以此推动全国革命形势的发展。
1910年11月，孙中山在槟榔屿召开秘密会议，商量卷土重来的计划。参加会议的有同盟会的重要骨干黄兴、赵声、胡汉民等人。会议决定再发动一次大规模的广州起义。他们计划以广州新军为主干，另选800革命党人组成敢死队，首先占领广州，然后由黄兴率领一军入湖南，赵声率领一军出江西，谭人凤、焦达峰在长江流域举兵响应，然后会师南京，举行北伐，直捣北京。
同盟会接受历次起义失败的教训，在起义发动前进行了认真细致的准备，筹款购械、组织联络都有专人负责。为了更好地领导起义，1911年1月，同盟会在香港成立统筹部，以黄兴、赵声为正副部长，下设调度处、储备课、交通课、秘书课、编辑课、出纳课、总务课、调查课，具体领导这次起义，并陆续在广州设立秘密据点，作为办事和储藏军械的地点。革命党决心把这次起义组织好。统筹部成立后，各课分别派人进入广州开始活动。4月8日，省城内外及各省革命力量大体联络就绪。统筹部决定发难日期定在4月13日，分10路进攻，赵声为总司令，黄兴为副。“选锋”之外，加设放火委员，预备临时放火，扰乱清军军心。但是，就在统筹部开会这一天，发生了同盟会员温生才刺杀署理广州将军孚琦事件，广州戒严。加上美洲的款项和由日本购买的军械也未到，因此，发难日期不得不推迟。
4月23日，黄兴由香港潜入广州，在两广总督衙门附近的小东营五号设立起义指挥部。当时，广州革命党人已决定于26日举义。因日本、安南方面的枪械稍迟方能运到，而准备响应起义的新军第二标又有5月3日即将退伍的消息，这就使起义陷于既不能速发，又不能拖延的困难境地。黄兴等人临时决定起义延缓一日，定在4月27日，将原定十路进军计划改为四路：黄兴率一路攻总督衙门；姚雨平率军攻小北门，占飞来庙，迎接新军和防营入城；陈炯明带队攻巡警教练所；胡毅生带队守南大门。但胡毅生、陈炯明等认为清军已有防犯，提议改期。姚雨平反对改期，但要求发枪500枝以上。黄兴在喻培伦、林文等人激励下，决定无论如何也要按期发难。
1911年4月27日下午5时30分，黄兴带领敢死队120余人，臂缠白巾，手执枪械炸弹，吹响海螺，直扑督署。督署卫兵进行顽抗，革命军枪弹齐发，击毙卫队管带，冲入督署。两广总督张鸣岐逃往水师提督衙门。黄兴等找不到张鸣歧，便放火焚烧督署衙门，然后冲杀出来，正碰上水师提督李准的亲兵大队。林文听说李部内有同志，便上前高呼：“我等皆汉人，当同心戮力，共除异族，恢复汉疆，不用打！不用打！”话未讲完，被敌人一枪击中，当场牺牲。刘元栋、林尹发等5人也相继中弹。黄兴被打断右手中食二指第一节，便以断指继续射击。随后，黄兴将所部分为三路：川、闽及南洋党人往攻督练公所；徐维扬率花县党人40人攻小北门；黄兴自率方声洞、朱执信等出南大门，接应防营。
攻督练公所的一路途遇防勇，绕路攻龙王庙。喻培伦胸前挂着满满一筐炸弹，左手执号筒，右手拿手枪，奋勇当先，投掷炸弹。战至半夜，终因众寡不敌，全身多处受伤，率众退至高阳里盟源米店，以米袋作垒，向敌射击。后因敌放火，他们才被迫突围，喻培伦被俘遇害。
往小北门的一路也很快遭遇清军。经过一夜作战，打死打伤敌人多名。最后，张鸣岐放火烧街，徐维扬率部突围，被敌逮捕。
黄兴所率一部行至双门底后，与温带雄所率计划进攻水师行合的巡防营相遇。温部为入城方便，没有缠带白巾，方声洞见无记号，便开枪射击，温带雄应声倒下。对方立即发枪还击，方声洞牺牲。战至最后，只剩黄兴一人，才避入一家小店改装出城。4月30日回到香港。
起义前夕，曾通知惠州等地会党于4月28日响应。届时，顺德会党数百人竖旗响应，夺占乐同团练分局。4月30日，在李准进逼下，会党解散。这次起义，除黄兴一部及顺德会党按期发难外，其余各路均未行动。新军子弹被收，没有作战能力；胡毅生、陈炯明事先逃出了广州城；姚雨平因胡毅生刁难，未能及时领到枪械，起义爆发后藏匿不出。这样，起义成为黄兴一路的孤军作战。起义失败后，广州革命志士潘达微收殓牺牲的革命党人遗骸72具，葬于广州郊外的红花岗，并将红花岗改为黄花岗，史称“黄花岗72烈士”。这次起义因而也称为黄花岗起义。