（一）导火事件
自戊戌变法失败后，激进的革命主张被越来越多的仁人志士所认同。随着帝国主义对中国侵略的加深，中国的各种社会矛盾不断激化，人民群众的反抗斗争持续不断，革命党人不断发动武装起义。1906年，清政府迫于压力，抛出了“预备立宪”的挡箭牌，企图以此缓解革命的压力，但其实质是为了加强皇族的权力。1908年，慈禧太后与光绪皇帝相继去世，年仅3岁的宣统皇帝溥仪继位，其父载沣摄政。1911年5月，清政府公布的内阁名单中满族人有九名（其中七名是皇族），汉族有四名，被称为“皇族内阁”。立宪派对其大失所望，有少数人转而参加了革命党。
同时，19世纪末20世纪初，辛亥革命元老、中国现代教育奠基人何子渊、丘逢甲等人开风气之先，排除顽固守旧势力的干扰，成功创办了新式学校，其后，清政府迫于形势压力，也对教育进行了一系列改革，颁布新学制，废除科举制，并在全国范围内推广新式学堂，西学逐渐成为学校教育的主要内容。正是由于这一教育方式的转变，得以培养了大量具有进步思想和改革精神的新式人才，为后来的辛亥革命和国家建设提供了保障。
20世纪初，随着帝国主义侵略势力的深入和中国民族资产阶级力量的逐渐增长，收回铁路主权的呼声日益高涨。1911年5月，清政府将广东、四川、湖北、湖南等地商办的粤汉、川汉铁路收为国有，然后再卖给外国，企图以此取得外国的支持，以维护其腐朽的统治，同时更是没有解决如何补偿民间损失的问题，激起了大规模的人民反抗运动——保路运动。保路运动最激烈的是四川，清政府紧急调动湖北新军入四川镇压，导致湖北兵力空虚，革命党人决定借此机会发动起义。保路运动也因此成为武昌起义的导火事件。
保路运动也称为“铁路风潮”，是广东、湖南、湖北、四川等省人民反对清政府将民办的川汉、粤汉铁路出卖给帝国主义的一场群众运动，是由帝国主义掠夺中国路权和清政府卖国求荣而引起的。19世纪末以来，帝国主义为了扩大对中国的侵略，进一步奴役中国人民、掠夺中国财富，开始对中国进行铁路投资，争夺铁路的修筑权。因为一旦窃取了铁路，不仅可以利用它调运军队，镇压人民的反抗，而且可以直接控制铁路沿线的城镇乡村和矿产资源。由于粤汉、川汉铁路是沟通南北和深入内地的两条重要干线，因而成为帝国主义争夺的首要目标。广东、四川、湖南、湖北四省人民为了夺回这两条铁路的自办权，采用征集“民股”的办法，由地方政府在税收项下附加租股、米捐股、盐捐股、房捐股等，来筹集筑路的资金。经过几年的筹集，包括绅商、地主，甚至一些农民在内的四省人民都握有铁路的股票。粤汉铁路已经开始修筑，川汉铁路从宜昌到万县的一段也已动工，以当时情况来看，这两条铁路完全可以自主修建。但是，帝国主义为了扩大自己在中国的权益，限制中国人对铁路的自主权，就利用清政府财政困难进行要挟，迫使清政府订立了铁路借款合同，宣布了铁路干线国有政策。根据借款合同，英、美、法、德等帝国主义不但掌握了铁路权，而且还要以湖南、湖北两省的盐税厘金作为抵押，所谓铁路“国有”，只是一个幌子，其实质是剥夺了中国人自办铁路的主权，而将川汉、粤汉铁路拱手让给了帝国主义。广大人民为两条铁路的筹办付出了巨大的努力，却看到清政府公然出卖路权，许多绅商也因铁路国有损害了他们的利益而非常不满。于是，一场具有广泛群众基础的、轰轰烈烈的保路运动爆发了。
在保路运动中，首先起来反抗的是湖南人民。湖南的保路运动发起得十分早，早在1908年冬，湖南全省就掀起了以“拒债”“集股”为中心的保路热潮。清政府“铁路国有”政策公布后，湖南全省人民奔走呼号，抗议清政府出卖国家主权。1911年5月14日，长沙举行了各阶层人士参加的万人群众集会，决议拒外债、保路权。16日，长沙、株洲又有万余铁路工人游行示威，并号召商人罢市，学生罢课，拒交租税以示抗议。在湖南人民的带动下，湖北、广东、四川的人民也都积极行动起来，保路运动很快发展成为声势浩大的武装起义。在很短的时间内，湖南、湖北、广东的保路风潮连成一片，声势浩大。全国各地以及海外侨胞、留学生也纷纷集会，并通电、写信予以声援。
运动在四川省发展得尤为激烈，各地纷纷组织保路同志会，并推举立宪党人蒲殿俊、罗纶为正副会长，以“破约保路”为宗旨，参加者不到十天就发展到十万人。保路运动的迅速发展迫使清政府下令镇压，但其高压政策加剧了人民对它的仇恨，开始从和平保路转向了武装斗争。清政府获知四川各地同志军起义的消息后，在不到半个月的时间里先后调派端方从湖北带新军日夜兼程赶赴四川，并命令曾担任四川总督的岑春煊前往四川，会同赵尔丰办理剿抚事宜，还从湖南、广东、陕西、甘肃、贵州、云南等省派兵前往四川增援。但是，湖北新军被调入四川，造成了武汉空虚，给后来武汉革命党人发动起义提供了一个绝好的机会。这场保路运动转向反清的武装斗争，而且形势锐不可当。9月25日，“延安五老”之一的吴玉章、同盟会成员王天杰、龙鸣剑等人领导荣县独立，荣县也成为全中国第一个脱离清王朝的政权，由此将保路运动推向了高潮，成为了武昌起义的先声。
声势浩大、规模壮阔的保路运动，沉重地打击了帝国主义和清政府的统治，为当时全国革命形势的发展开辟了道路，极大地鼓舞了资产阶级革命党人的斗志，为武昌起义的胜利创造了条件，直接导致了辛亥革命的总爆发，为中国资产阶级民主革命立下了不朽的功绩。
（二）前期准备
在各个地区的新军工作中，最有成效的是武汉革命党人。当时，在武汉影响较大的革命团体是文学社和共进会，文学社成立于1911年，是由科学补习所、日知会、军队同盟会、振武学社等革命小团体演变而成的，社长为蒋翊武。该社成立不久，就得到了迅速的发展，很快就拥有社员约三千人。共进会则是一部分原籍长江中上游的同盟会员，因不满意总部只注意在华南边境发动起义，于1907年秋在日本东京成立的。1908年10月，孙武、焦达峰等人奉命回国，秘密在汉口设立机关并发展组织，到1910年冬，共进会会员也已发展到两千余人。
在文学社与共进会成立以前，湖北的许多革命党人就以运动新军为工作重点，他们纷纷投笔从戎，亲身投入到战斗的前线，长期深入士兵之中，进行宣传组织工作，积蓄革命力量。文学社与共进会成立后，这方面的工作更有成效，并取得了许多有益的经验。他们在新军中秘密散发革命书刊，启发官兵的爱国思想，并通过演讲会、编唱歌曲、吟诗联句等各种宣传教育的方式传播革命思想。在他们的大量工作下，湖北新军中的革命力量日益壮大了起来，到1911年秋，在一万七千多人的湖北新军中，有将近三分之一参加了革命组织。另外，在武汉周围各县，革命党人还联络了一批会党、农民、士兵和学生。
文学社和共进会两个革命团体在湖北新军中积极开展革命宣传工作，在新军中发展革命力量，为革命起义做了充足的准备。1911年初，两团体领袖就准备起义的相关事宜进行了秘密会谈，确定文学社社长蒋翊武为革命军临时总司令，共进会孙武为参谋长，以文学社的机关为临时总司令部。这都为后来的武昌起义奠定了基础。
（三）起义经过
武汉历来以“九省通衢”而闻名，是当时国内仅次于上海的第二大城市。由于它的特殊地理位置和政治意义，武汉一直都是帝国主义侵略中国的重要据点和清朝反动统治的一个中心，也是资产阶级革命力量发展迅速的地区和各省革命党人联系的枢纽。
武汉地区的革命与反革命斗争也异常激烈。自1904年武汉第一个革命团体科学补习所成立以来，湖北革命党人便把新军作为进行革命活动的主要对象。科学补习所设有专门负责新军工作的干事，不断将青年学生、会党群众输送入伍，努力扩大新军中的革命力量。虽然革命团体遭到几次破坏，团体名称一再变更，但从日知会、湖北军队同盟会、群治学社、振武学社，到文学社以及共进会等革命团体，都有许多革命知识青年以入伍为掩护，长期潜伏在军队里进行艰苦细致的宣传工作和组织工作。根据多年积累的秘密工作的经验，革命党人在湖北新军的标（团）、营、队（连）各级都推举了他们的代表，组织网遍及湖北新军各基层单位，参加革命组织的士兵群众达五六千人，占湖北新军总数的三分之一左右，为武昌起义的发动奠定了坚实的基础。
1911年的广州起义和四川保路风潮，大大鼓舞了全国人民的斗志。在保路运动如火如荼地进行时，清政府为扑灭四川的人民起义派出大臣端方率领部分湖北新军入川镇压，致使清军在湖北防御力量减弱，湖北革命党人决定利用这个大好时机，在武昌发动起义。
为了加强对武汉地区革命力量的领导，共进会和文学社两个革命团体在同盟会中部总会的斡旋下决定联合行动。1911年9月14日，文学社和共进会在同盟会的推动下建立了统一的起义领导机关，9月24日，两个革命团体召开联席会议，推举文学社领导人蒋翊武为湖北革命军总指挥，共进会领导人孙武（即孙葆仁）为参谋长，两团体的重要骨干刘尧澄、彭楚藩等为军事筹备员，并决定于10月6日发动起义。他们拟定了起义的详细计划，推定了武装起义后军政府的负责人，草拟文告，派人到上海迎接同盟会领导人来鄂主持大计，同时和邻近各省进行联系，策动响应，为起义进行了周密的准备和部署。但是，由于革命党人的活动被湖北当局察觉，不得不提高警惕，再加上同盟会的重要领导人黄兴、宋教仁等未能赶到武汉，起义被迫延期。
10月9日，孙武等人在汉口俄租界配制炸弹时不慎引起爆炸，俄国巡捕闻声赶来，孙武逃匿医院，革命党人名册、起义文告、旗帜、符号、印信等全被搜走，革命党人秘密泄露。第二天，设在武昌的指挥起义的秘密机关又遭破坏，彭楚藩、刘尧澄等被捕，蒋翊武逃脱。湖广总督瑞澄下令杀害彭、刘及杨洪胜三人，关闭四城，按照查获的名册四处搜捕革命党人，武昌形势顿时紧张起来，革命形势十分危急。迫于形势，革命党决定立即于10月9日晚12时发动起义，但由于武昌城内戒备森严，各标营革命党人无法取得联络，当晚的计划落空。
面对严峻的考验，革命党人和新军中的革命士兵群众，没有畏惧退缩，在失去指挥机关的紧急情况下，他们自行联系，约定以枪声为号，毅然决定于10月10日晚发动起义。当晚，新军工程第八营的革命党人打响了武昌起义的第一枪。他们打死镇压起义的反革命军官，几十人冲往楚望台军械库夺取弹药。军械库守军中的革命士兵们闻风响应，一举占领了楚望台。接着，步、炮、辎重各营和军事学堂学生约五营兵力，亦以举火为号，发动了起义，齐集楚望台，其后，武昌城内的29标的蔡济民和30标的吴醒汉也率领部分起义士兵冲出营门，赶往楚望台，此外，武昌城内外各标营的革命党人也纷纷率众起义，并赶向楚望台，起义人数此时已多达三千多人，原日知会员、队官吴兆麟被推举为临时总指挥。
10月10日晚10点30分，起义军分三路进攻总督署和旁边的第八镇司令部，同时命令已入城的炮8标在中和门及蛇山占领发射阵地，向督署进行轰炸。起义军最初的进攻由于没有一个强有力的指挥，加上兵力不够，导致连连受挫。晚12点后，起义军再次发起进攻，并突破敌人防线，在督署附近放火，以火光为标志，蛇山与中和门附近的炮兵向火光处发炮轰击。湖广总督瑞澄打破督署后墙，从长江坐船逃走，第八镇统制张彪仍旧在司令部顽抗。起义军经过反复的进攻，终于在天亮前占领了督署和镇司令部。张彪退出武昌，整个武昌此时已在起义军的掌控之中。革命士兵们奋不顾身，血战通宵，占领了总督衙门、藩库等重要机关，缴获步枪数万支，炮数十门，子弹数十万发，湖广总督瑞澄仓皇逃往停泊长江的兵舰上。起义军一夜之间占领了武昌城，取得了首义的胜利。
10月10日深夜，正在保定军咨府军官学校（后改名陆军大学）学习的同盟会嘉应州主盟人何子渊六弟何贯中，与同寝室的李济深等同学立即将军校学生组织行动起来，第一时间炸毁了保定附近的浏河铁桥，成功阻止了清军南下镇压革命运动，为革命党人赢得了宝贵的准备时间。
在武昌起义取得阶段性胜利之时，汉阳、汉口的革命党人也闻风而动，分别于10月11日夜、10月12日光复汉阳和汉口。武汉三镇完全为革命党人所控制。
这时，革命所面临的首要任务是立即建立革命军政府，扩大革命的成果，把革命继续推向前进。湖北革命党人一直奉孙中山为领袖，而文学社和共进会都与同盟会有密切的联系，但孙中山此时远在海外，直到12日上午才获悉武昌起义的消息，一时不可能赶回国内。黄兴和同盟会其他重要领导人也分别在香港、上海等地。直接组织这次起义的文学社、共进会的领导者，在起义前，有的负伤，有的牺牲，有的被迫逃出武汉，都无法出面主持大局。11日，经过一夜战斗的起义士兵群众，聚集在湖北谘议局，准备推举都督，建立革命军政府，他们没有意识到应当把军政府的权力掌握在自己手里，错误地以为需要社会上有名望地位的人出面以资号召，于是邀请谘议局议员和地方绅商举行会议，决定推举清朝高级军官、二十一混成协（旅）的协统黎元洪为军政府的都督。
黎元洪早年毕业于北洋水师学堂，后来在北洋海军中任职，甲午战争后曾投奔湖广总督张之洞，颇受张的宠信，三次被派往日本学习，由管带升至协统的职位。在10月10日晚的起义中，黎元洪仍坚持顽抗，还亲手杀死了两名响应起义的士兵。起义的迅速胜利，迫使他仓皇逃到一个营管带家里躲藏。由于他平时在汉族官僚中以“开明”著称，起义前革命党人就有过推他为都督的拟议。黎元洪并不愿意顺从革命，又不敢公然反对，他是被革命党人用手枪逼上都督席位的。