1911年10月9日正午，孙武在汉口俄租界宝善里14号机关装配炸弹，不慎爆炸，孙武受伤。俄国巡捕闻声赶至，把炸药、旗帜、符号、文告、印信全部抄走，起义计划暴露。瑞澄下令紧闭城门，大事搜捕。蒋翊武与刘复基计议，刘主张当机立断，说：“与其坐而被捕，不如及时举义，失败利钝，非常计也。”蒋以临时总司令名义发布命令，在当晚12时起义。然而在当晚12时以前，军警突至武昌小朝街85号总指挥部，刘复基掷炸弹时受伤被缚。蒋翊武、彭楚藩跳墙时，也被捕。蒋因穿长袍马褂，拖着辫子，不被注意，乘机逃逸。
当晚的起义计划遂告流产。清吏连夜审讯，审官铁忠想开脱彭楚藩，说：“你是宪兵，是捉革命党的，怎么也被错捉来了？”彭答：“我就是革命党！”铁忠再说：“你不是奉命去抓匪徒的吗？”彭愤答：“我是黄帝子孙，怎么会接受满虏的命令！”他要来纸笔，振笔疾书：“余既从事革命，个人生死，早置度外，请速余死。”彭即被杀，年仅25岁。复提刘复基。刘骂不绝口，就义时连呼“同胞速起”！“还我河山”！死时年28岁。杨宏胜受审时说：“老子革命党，杀便杀，胡问为？党羽除汝满奴外悉是。”铁忠大怒，命人鞭打，杨挺身直受。推出施刑时厉声骂道：“贼虏！杀！快杀！恐奴才不久亦随老子来也！”死时年26岁。
10月10日晨，张廷辅被捕，刘公寓、同兴学社等革命机关相继被抄，清军开始按查获的名册捕人，被捕人数已达32人。瑞澄通告全城：“此次匪巢破获，可以安堵一方。须知破案甚早，悖逆早已消亡。”又向清廷发电：“瑞澄不动声色，一意以镇定处之”，“俾得弭患于初萌，定乱于俄顷。”
10月10日晚，情况已万分危急，各标营党人集议，决定立即动手。7时许，城外火起。混成协第二十一营辎重队、工程队和炮队起义，向城内进发。城内工程第八营排长陶启胜发现士兵金兆龙臂缠白中，吼道：“你要造反？”金答：“老子就造反，你将怎样！”陶与金扭打。金大喊：“同志们快动手，还等什么？”士兵程定国用枪托击陶头部，陶逃，程举枪射击，熊炳坤亦对陶打枪，这时全营轰动，代理管带阮荣发等堵住楼梯门，一面放枪，一面大呼：“此等事做不得，要灭九族的！”被士兵吕中秋、徐少斌击毙。熊秉坤鸣笛集合，扑向楚望台军械库。
楚望台监守官李克果分发子弹准备抵抗，士兵们得子弹后，立即响应起义。李克果大惊，越墙逃走。熊秉坤即宣布起义部队为湖北革命军，布置进攻总督署，并举吴兆麟为革命军临时总指挥。此时各标营见火光闻枪声，纷纷起而响应。二十九标排长蔡济民率兵首先冲出营门，喊：“打旗人！”测绘学堂学生李翊东挺身高呼：“同学们，不要怕，今晚是革命党举事，我就是革命党。愿意革命的跟我到楚望台去领取枪弹！”
四十一标和三十一标留守共300多人。黎元洪令严防士兵起事。一个外营的士兵来通知起义，黎元洪立杀之。士兵邹玉溪欲出门响应，被黎元洪手刃。这时蛇山炮响，黎元洪大惧潜逃，四十一标方参加起义。
清军驻武昌城内外的兵力约20个营，共9000多人，相继起义的达三四千人。革命军向督署连续发起三次进攻。第三次进攻时，革命军放火烧房，为炮兵照明，起义的炮队八标以13门大炮猛轰。起义军又夺取了机枪阵地，倒转枪把猛射，占领八镇司令部。瑞微在围墙上打洞钻出督暑，奔江边楚豫兵舰逃命。熊秉坤卒敢死队冲东辕门，士兵相继冒弹雨抱煤油罐纵火。经一夜血战，到东方黎明时占领督暑，武昌全城克复。满城都是臂缠白巾的革命军，一面醒目的铁血十八星大旗，在黄鹤楼头迎风招展。
