自从1840年鸦片战争以后，随着帝国主义各国侵略的进一步加深，中同沦为半殖民地半封建社会，帝国主义同中华民族的矛盾日益加剧；腐败的清朝统治者对外妥协投降，对内横征暴敛，促使阶级矛盾空前激化。各地群众奋起反抗，斗争风起云涌。但是这些斗争都是自发的，缺少组织和领导。以孙中山为首的资产阶级革命派宣传革命理论，组织革命政党，先后发动过10次武装起义，虽然这些起义都失败，但每次起义都起到了宣传革命、振奋人心的作用，极大地鼓舞了各地群众运动蓬勃高涨。
1904年7月，武昌出现了第一个革命团体——科学补习所，随后又陆续成立了日知会、文学社、共进会等秘密革命组织。湖北革命党人深入新军，宣传革命，在士兵中发展革命组织，进行长期艰苦的工作，逐渐控制了新军的领导权，到武昌起义前夕，新军中已有1／3的士兵参加了革命组织，成为武昌起义的主力军。1911年4月，广州黄花岗起义失改后，同盟会领导人决定把革命的中心转移到长江流域，在同盟会总部的推动下，实现了湖北地区革命组织的大联合。同年夏天爆发了四川保路运动，预示著全国革命风暴的到来。武汉新军大部被调入川，统治者在武汉的武力减弱，武昌起义的条件已经成熟。
1911年9月24日，文学社与共进会在武昌举行联席会议，共同组织了起义的领导机构——临时总司令部，设在武昌小朝街85号，推文学社领袖蒋翊武为临时总司令，共进会领袖孙武为参谋长，制订了起义计划。原定10月6日（旧历八月十五日，中秋节）起义，后因准备不足，起义日期推迟10天（即10月16日）。10月9口，孙武在汉口俄租界宝善里革命总机关赶制炸弹时不慎爆炸。俄国巡捕循声而至，搜去旗帜、符号、印信、文告等物，并转交清政府，机关暴露。蒋翊武得知此消息，立即召集紧急会议，决定当晚起义。但这命令还没有传达到基层，清政府已将起义总部及其他机关破坏，起义领导人大批被捕、个别逃走。当晚，湖广总督瑞澄杀害了被捕的起义领袖彭楚藩、刘复基、杨宏胜3人，同时下令紧闭城门，按名册继续搜捕革命党人，形势十分严重。
在这紧急关头，新军中的革命党人自动联络，决心奋起反抗，死里求生。10日晚7时过后，武昌城内新军工程第八营革命党的总代表、后队正目（相当班长）熊秉坤领导该营首先发难，打响了辛亥革命的第一枪。他率领10多名革命士兵直奔楚望台军械库，守库的本营左队士兵鸣枪配合，顺利地占领了楚望台。各处闻声响应的起义士兵一齐拥向楚望台，当即决定进攻督署，捕杀瑞澄。但这时起义规模不断扩大，熊秉坤指挥不了，于是找了工程营左队队长（相当连长）吴兆麟担任临时总指挥。在吴兆麟的指挥下，当天夜里11时左右，革命军以工程营为主力，分三路向督署发起猛攻。督署守兵1000余人虽然以强大的火力阻击各路大军的进攻，但均未得手。午夜时分，革命军发起了第二次进攻，瑞澄听见炮声吓得惊魂丧胆，从督署后墙打开一个洞逃跑。11日晨2时，革命军再次发动进攻，终于在黎明前攻下督署，并于当天攻占武昌全城，武昌起义胜利了。
10月11日晚到12日凌晨，革命军先后占领汉阳、汉口，武汉三镇完全光复。这是以孙中山为首的资产阶级革命派领导起义以来第一次取得胜利。消息传出，全国和全世界都为之震动。
武昌起义胜利后，湖北军政府即于10月11日在武昌宣告成立。由于革命党人公认的领袖孙中山尚在美国，黄兴又在香港，这次起义前推举的领导人或被捕、被杀、受伤，或逃匿，群龙无首，加上革命党人没有认识到掌握领导权的重要性，他们认为只有社会上有“名望”的人才能号召组织政府。于是，由吴兆麟等提议，把新军第二十一混成协统黎元洪找来当湖北军政府都督，把原来湖北咨议局议长、立宪派首领汤化龙找来当总参议。黎元洪料想革命不会成功，便推托不肯上任。革命党人只好组织谋略处，担负起军政府的领导责任。5大后，黎元洪再也拖不下去了，他见清王朝大势已去，才宣誓就职。他上台后，谋略处即被撤销，军政府被改组，立宪派人及反动官绅纷纷挤进军政府。革命党人虽然与之进行反复斗争，终究未能扭转以黎元洪为首的旧官僚、立宪党人控制湖北军政府的局面。
湖北军政府成立后，立即宣布废除清朝“宣统”年号，改国号为“中华民国”；公布了《中华民国鄂州约法》，规定主权属于人民，资产阶级共和国的理想在中国第一次用法律形式固定下来。此外，湖北军政府发布各种文告，号召各省起义，促进了革命的继续发展。在外交政策方面，湖北军政府宣布所有清政府与各国缔结的条约继续有效。赔款、外债照旧按期偿付，各国在华既得利益“一体保护”，表示革命“并无丝毫排外性质”，这是资产阶级软弱性和妥协性的表现。
