1911年10月10日（旧历八月十九日），革命党人经过长期的准备，发动了武昌起义，一举攻克武汉三镇，成立湖北军政府，辛亥革命正式爆发。全国各地随之纷纷响应，清王朝的统治陷入土崩瓦解之中。
此时的清政府乱成一团。清政府的当政者，如怯懦无能的载沣，无知的隆裕太后，年迈昏庸的奕劻，未经风雨的皇室贵胄，无不张皇震愕，不知从何措手。满人能干的军政大臣铁良，已经被奕劻挤出北京，到南京任有职无权的江宁将军去了。皇族强硬派良弼、善耆、载泽等人均极力主战，侍郎桂春甚至提出尽诛京城汉人的荒唐主张，致使京城内满汉官员猜疑日甚，人心浮动。
据当时在京的外国人士观察：“当时北京可怪之处是许多外国人完全赞同叛乱，而且所有的汉族高级官员都秘密赞成这个反满叛乱。”还说，“每一个人都赞同革命，甚至比较低级的满族官吏也反对清王朝。”
10月12日，清政府急忙任命陆军大臣荫昌，率领冯国璋的北洋第一军火速南下，赴湖北向起义军反攻。
陆军大臣荫昌在南下途中，专门从河南彰德下车，赴洹上村拜访1908年被“开缺回籍养疴”的袁世凯。荫昌是袁世凯的至交，但系庸碌之辈，没有带兵经验，尤其是北洋将领素来听命于袁氏，并不听从荫昌指挥。当冯国璋率兵赴汉口时，袁世凯口授冯氏以锦囊妙计：“慢慢走，等等看。”
颇能领悟袁氏意图的冯国璋，到达汉口前线后，督兵观望，并不急于进攻。
武昌起义爆发后，袁世凯就与各方面频繁联系，密切关注时局变化。北洋军事集团到处呼吁，大造“非袁不能撑持局面”的舆论。11日，清政府内阁举行紧急会议，要求起用袁世凯率兵平乱。14日，奕劻、那桐、徐世昌再次联合请求起用袁世凯。他们说：前线战事紧急，委袁之事必须立即决定。
为了使袁世凯出山，西方列强大造“非袁不能收拾”的舆论。美国公使派专人进宫以命令的口吻说：“不是任他做一个寻常的高级官吏，而是作为朝廷的顾问兼皇权执行者。”
在这种情况下，载沣不得不考虑起用袁世凯。
10月14日，清政府下诏任命袁世凯为湖广总督，督办剿抚事宜。载沣虽然起用了袁氏，但明显对袁不放心，仅仅赋予他有限的权力：只能节制调遣湖北省的清军及其他援军，对于荫昌所统率的北洋第一军、第二军和萨镇冰的海军，也只能会同调遣，不能全权统领。
袁世凯深知，摄政王载沣起用自己是迫于形势不得已之举，并未授予军政实权，必须想方设法从载沣手中夺取更大的权力。因此，袁氏致电清政府，诡称旧患足疾，迄今尚未大愈，不便即时就任新授总督，“一俟稍可支持，即当力疾就道，藉答高厚鸿慈于万一。”
正当袁世凯与载沣讨价还价之际，革命形势飞速发展，湖南、陕西、江西等省相继独立，广东成立了临时政府，湖北的京山、天门、黄州、麻城、广济、宜昌、襄阳等地革命党纷纷起义，占据广大城乡。这种形势给清政府以沉重打击，局势朝着有利于革命的方向急剧发展。而驻守湖北前线的北洋军，又停滞不前，无所作为。
面对这种情况，清皇族亲贵一筹莫展，载沣不得不授予袁世凯更大的权力。10月27日，清政府下令召回荫昌，任命袁世凯为钦差大臣，节制调遣水陆各军，令军谘府、陆军部不得遥控，并拨给100万两作为军费。
重兵在握的袁世凯收到上谕后，立即委任段祺瑞、冯国璋分别为北洋第一、第二两军总制，王士珍襄办军务。以倪嗣冲为河南布政使，统率临时招募的一万多名河南巡防营，驻守京汉铁路沿线，以保证在鄂作战的北洋军后路的安全。
10月30日，袁氏离开彰德南下，在湖北孝感以北的花园口设立司令部，以陆锦为参谋长，段芝贵等主管司令部各项工作。仗着北洋军的优势兵力，他下令猛攻汉口。11月1日，北洋军攻占汉口。为了显示北洋军威，给起义军一个下马威，北洋军纵火焚城三昼夜，商民损失惨重。
袁世凯的意图不是单纯地对付湖北的起义军，而是要趁机攫取更多的实权。他授意在北京的党羽趁机加紧活动，要求取消皇族内阁，撤去满族大员，而以强有力之汉人任内阁总理。
11月8日，清政府正式举袁世凯为内阁总理大臣。11月13日，袁世凯把前方军事交给心腹干将冯国璋、段祺瑞主持，带领大批卫队浩浩荡荡地抵达北京就职。
袁世凯就任清政府内阁总理大臣、攫取了清政府军政大权后，便开始图谋取得全国权力。他所采取的策略，是在雄厚的军事实力基础上，以立宪派和西方列强为帮手，以倡言君主立宪向革命党施加压力，进行讨价还价的谈判；反过来，又以革命党要求共和来压迫清帝逊位，达到逼清帝退位、自己继任中华民国临时大总统的目的。
1911年12月29日，各独立省份代表选举孙中山为临时大总统，并于1912年1月1日在南京成立中华民国临时政府，孙中山宣誓就职。电讯传来，袁世凯极为恼火。袁氏担心孙中山当选临时大总统，将给自己出任大总统带来障碍。他为了表达自己对孙中山就任临时大总统的不满，不仅中止唐绍仪议和代表团的任务，而且让北洋将领群起反对共和政体，向南京临时政府示威。在内外各方压力下，南方革命党也不得不表示：只要袁世凯逼清帝退位，举袁为大总统。
孙中山在当选临时大总统时电告袁世凯说：“文虽暂时承乏，而虚位以待之心，终可大白于将来。望早定大计，以慰四万万人之渴望。”
取得了南方革命党许诺的同时，袁世凯采用高压手段，以巩固其华北地位。他命令曹锟、卢永祥率第三镇进占山西，从革命党手中夺回娘子关、太原，委张锡銮为山西巡抚；他命令齐耀琳为河南巡抚，镇压当地革命党；倪嗣冲、周符麟分别向皖北、陕西进军，摆出遏制革命军的架势；派张镇芳署理直隶总督，严密控制直隶。
1911年11月6日，清廷释放了刺杀摄政王未遂的汪精卫、黄复生等人。他们出狱后，立即赴天津组织秘密革命机关。12月1日，同盟会京津分会（也称京津同盟会）在天津成立，汪精卫任会长，李石曾任副会长，彭家珍担任军事部长。
袁世凯长期与革命党为敌，双手沾满了革命党人的鲜血。在武昌起义后又翻手为云覆手为雨，大搞两面派手法，引起了平津同盟会一些会员的愤慨。彭家珍、张先培、杨禹昌、黄芝萌、钱铁如、吴若龙、罗明典、郑毓秀、严奇峰等18人，组织了京津同盟会暗杀部，密谋刺杀袁世凯。
1912年1月初，京津同盟会推选四个同志作为刺袁的刺客：清海军部军法司长、福建侯官人严伯勋；陆军测量学堂学生、贵州人黄芝萌；北京客籍学堂学生、贵阳人张先培；北京清河学堂教师、四川资阳人杨禹昌。在这四个人中，以张先培为暗杀团团长。
张先培（1890—1912），字心栽，贵州麻哈州（今麻江县），少年时入贵阳乐群小学读书，1907年加入自治学社。因其父张子材为清朝安顺提督，故于1910年以父荫选，入北京陆军贵胄学堂学习测绘。他对清廷的腐败极其痛恨，主动加入京津同盟会暗杀部，参加了革命党人刺杀袁世凯的活动。他在刺杀袁世凯行动中担任团长。
杨禹昌（1885—1912），字敏言，四川资州（现资中县）人，出生在一个世代务农的贫寒家庭。他幼年受私塾教育，聪颖过人。1902年，他得同宗长辈资助，去富顺求学。他回乡后，因打抱不平得罪了骄横跋扈、欺压百姓的团总黄光明，在乡亲掩护、亲朋好友资助下，背井离乡，于1907年到北京留学蜀校。1908年，他决意从戎反清，考入陆军师范学校，并表示：“大丈夫当以死效疆场，马革裹尸为幸。”
1909年，杨禹昌被派往保定陆军第一中学任教。他目睹清王朝腐败无能，外患日甚，毅然加入京津同盟会，积极在学生中宣传“驱逐鞑虏，恢复中华，创立民国，平均地权”的革命宗旨，并以度假为名北上内蒙古、张家口一带进行革命活动。武昌起义爆发后，杨禹昌辞职前往北京，任北京清河陆军学堂教师，鼓动革命。当京津同盟会成立暗杀部，决定杀袁除障时，他毅然以身许国，参加了暗杀团。
黄芝萌（1887—1912），原籍直隶，生长于贵州贵定县城关镇。1904年，他考取贵阳寻常小学，在校期间，时逢贵州自治学社成立，黄芝萌参加了学社，经常与当时的同盟会员平刚、彭明芝等参加革命活动，宣传资产阶级民主革命。1910年秋，黄芝萌以优异成绩考入北京测绘学校学习。武昌起义爆发后，黄芝萌以自治学社身份加入京津同盟会分会，积极投身民主革命。当平津同盟会成立暗杀部，决定除掉袁世凯时，他毅然参加，秘密进行刺杀活动。
严伯勋（1880—1933），严复的侄儿，谱名家鹄，少时考入马尾海军学校，在校期间就参加了孙中山领导的同盟会，开始从事地下革命活动。辛亥前后，他担任清海军部军法司司长。激于对袁世凯的激愤，他参加了京津同盟会暗杀部。
张先培、严伯勋等暗杀部成员，先后在北京十三陵、门头沟荒山里，秘密制作炸弹，并练习投掷炸弹。他们数次潜入京城之内，观察、记录袁世凯的行动路线、卫队配备、住宅环境，并与时任军事部部长的彭家珍一起，制订了详尽的暗杀计划。
袁世凯率领大批卫队从汉口前线进京就任内阁总理后，其内阁政府就设在石大人胡同迎宾馆。
“石大人”，指于1457年带兵发动“夺门之变”，推翻景泰皇帝、拥立明英宗复辟的将领石亨，明英宗重登皇位后，封石亨为“忠国公”，赐第于此胡同。清初，石亨府第基址曾设工部铸造钱币的“宝源局”。宣统年间，为迎接德国皇太子来访，设在紧邻石大人胡同北边的东堂子胡同的清外务部，在石大人胡同宝源局基址上兴建了迎宾馆，设计师是美国人坚利逊。
迎宾馆是当时北京最豪华的洋式建筑。袁世凯先是住在王府井大街锡拉胡同，后听说革命党人要杀害自己住在河南彰德府（今安阳市）老宅里的家眷，赶紧派人把家眷接来北京，一同住进迎宾馆。
这段时间，袁世凯每天早上乘马车经东安门大街到东华门，去进宫上朝。
1912年1月11日，革命党人经过侦察后，决定在北京东华门一带埋伏，趁袁世凯从紫禁城回寓所途中，将其刺杀。张先培将刺杀成员分成四组：
第一组张先培、傅思训、许同华、黄永清、陶鸿源等隐匿于三义茶叶店楼上；
第二组黄之萌、李怀莲、李献文在详宜坊酒楼伪装饮酒；
第三组钱铁如、曾正宇、杨禹昌、邱寿林等在东安市场前徘徊；
第四组郑毓秀与吴若龙、罗明典三人则共乘马车一辆，游弋于东华门、王府井大街之间。各组准备在预定地点同时向袁世凯投炸弹。
1912年1月15日，暗杀团各组已奔赴战斗岗位。此时，通州革命组织遭破坏，情形紧急，张先培等人决定在次日袁氏从紫禁城出来时发动狙击，地点选在今东安门以东，王府井和八面槽之间。
然而，暗杀团成员郑毓秀突然接到同盟会驻北京支部的紧急命令，要求放弃刺杀袁世凯的行动。因为最新的情况表明，南北议和的真正阻力是来自满洲新贵、宗社党首领良弼，而不是内阁总理袁世凯。
郑毓秀连夜行动，根据平时的线索，通知了八位战友。但张先培、杨禹昌、黄芝萌等人未接到通知，还是按计划实施了刺杀袁世凯的行动。
1912年1月16日，张先培、杨禹昌等人怀揣彭家珍等人所制的炸弹，分布在三道关卡上，严伯勋守在东华门外三顺茶馆，黄、张二人守在丁字街口一家临街酒楼上，杨禹昌埋伏在东安市场门口。
上午9时许，京津同盟会副会长李石曾忽然飞告缓行。
箭在弦上，不得不发。杨禹昌果断表示：“余志已决，不可再缓。”继续实施对袁氏之刺杀。
上午11时45分，袁世凯退朝后，乘马车出东华门回家。当时袁世凯乘坐的是辆金漆朱轮双套马车，有十多辆车护送，戒备森严。当他的马车到达丁家街三顺茶馆前时，隐蔽在这里的严伯勋、张先培等人掷出了炸弹，只听“轰隆”一声，马车在惊乱中疾驰而过。
由于投炸弹时间稍缓，而车速又甚疾，炸弹在马车后爆炸，并没有炸到袁世凯的马车。
袁世凯双套马车中的右侧马虽被炸伤，但仍能跑动，车夫刘二驱车狂奔。当马车刚到东兴饭馆，杨禹昌投出了第二颗炸弹，落在袁世凯坐车车棚上掉在地上爆炸，袁世凯的卫队长袁金彪当场被炸死，另有十余个警卫被炸成重伤，袁世凯的马车被炸得东摇西晃。袁世凯的马夫刘二虽受重伤，但拼命驾驶马车急奔。虽遭张先培从楼上投弹中车顶，但该炸弹并未爆炸，袁世凯侥幸逃脱。
此时，警笛四起，大批军警赶到出事地点。而黄芝萌与张先培听到爆炸声，就打开窗子准备再击，结果被军警发现被捕。杨禹昌因手负伤，第三颗未抛出当场被捕。严伯勋乘街上人群喊叫、军警慌乱之际跑回茶叶店，将手枪插入茶桶，大摇大摆地走了。
当时在场的郑毓秀，机智地脱离现场。
这样，军警当场捕获了张先培、黄之萌、杨禹昌、陶鸿源、李怀莲、许同华、傅思训、黄永清、薛荣、萧声等十人，并从杨禹昌、张先培、黄之萌三人身上查出用蒲叶包裹着的炸弹。
当天晚上，袁世凯令营务处总理陆建章对抓获的张先培、黄芝萌等人严刑拷打，要他们招供同伙及指使者。但张、黄、杨等人，受尽了种种酷刑，严守秘密，坚贞不屈，不仅不供出同党，反而大骂袁世凯。他们慷慨激昂地严斥道：“袁世凯是窃国大盗，国人恨之，炸他出自爱国热情，要杀便杀，别无他说。”
脱险的郑毓秀积极进行营救工作。她找了在北京的法国记者，出面将陶鸿源、李怀莲、许同华、薛荣、傅思训、黄永清、萧声等七人保释出来。张先培、黄之萌、杨禹昌三人承认自己就是行刺者，加上在他们身上搜到了炸弹，刺杀罪证确实，遂被陆建章判处枪决。
袁世凯遇刺后，多亏车夫刘二很机警，使袁世凯平安回到了官邸。他回到家中，故作镇定地哈哈大笑：“今天有人跟我开玩笑。”他一方面致意京津同盟会，言欲效力革命，逼迫清帝退位；另一方面则秘密下令杀害了张先培、黄之萌、杨禹昌三人。
17日凌晨，张先培、黄之萌、杨禹昌三位同盟会会员英勇就义。
黄之萌留下的绝命诗称：
在昔头皮拼着撞，而今血影散成斑。
红点溅飞花满地，层层留与后人看。
三人遇难的当晚，革命党人将三具尸体运走，密葬于农事试验场松林内。
严伯勋在北京众多海军老乡的帮助下，连夜潜出北京城，避居天津，后再潜往南京。直到袁世凯后来因帝制复辟毙命后，才回到北京，在北洋政府海军部任职。
北京革命党人刺杀袁世凯未遂，客观上帮了袁世凯的大忙。此时的袁世凯因逼迫清帝退位，正与满族皇室及宗社党矛盾突出。
原来，袁世凯在得到南方革命党人保证清室逊位、举自己为临时大总统的诺言后，便全力以赴加紧逼宫活动。
1912年1月16日，袁世凯率领全体国务大臣进宫奏见隆裕太后。在讲了一通南北议和过程后，袁氏指出：大局岌岌，危逼已极！人心涣散，如决江河，莫之能御。解决的办法便是顺应共和趋势，改变政体。他说：“民军所争者政体，而非君位；所欲者共和，而非宗社。我皇太后皇上何忍九庙之震惊，何忍乘舆之出狩，必能俯鉴大势，以顺民心。”
这些话语，充满了对清室的恫吓之意。
隆裕太后默无一言，唯有拭泪。在随后召开的王公宗室大臣御前会议上，溥伦力持自动逊位，让袁世凯为总统，奕劻、载振父子附和此说。但是，少壮贵胄溥伟、善耆、良弼、升允等坚决反对进行和谈，决心以武力对抗到底。
袁世凯表示：“假如你们不满意，我只有向皇太后辞职。”
良弼毫不退让，主张批准袁内阁辞职，另组皇族内阁。
这次宫廷会议结束后，袁世凯出皇宫返家行经东华门大街时，就遇到张先培等革命党人的炸弹刺杀。第二天，又有革命党人向袁世凯居住的迎宾馆投掷炸弹，但未炸到人，只将袁的办公室玻璃震裂。
受此惊吓，袁世凯不敢轻易外出，为安全计，他搬到地窨子里办公。
袁世凯此时被革命党人刺杀，消除了隆裕太后和清室权贵视袁氏为革命党的疑虑，有利于袁世凯的逼宫活动。以前满族主战派骂袁世凯是革命党的奸细，是清朝的大奸臣，经过这场刺杀事件，隆裕太后就向他们解释说：“你们都说袁世凯靠不住，今天看起来，他毕竟是咱们大清朝的忠臣。”
于是，隆裕太后下诏封袁世凯一等侯爵，并派特使前往慰问。以前袁世凯散布革命党将在北京暴动的谣言，大家半信半疑，这个谣言却因他自己做了革命党人的靶子而使人们信以为真了。
袁世凯利用这个刺杀事件，不仅从此称病不入朝，将逼宫的任务交给亲信赵秉钧、胡惟德等人，自己躲在幕后指挥，而且制造了“革命党人已经遍布于北京城”的谣言，制造京城紧张气氛，对清朝皇室权贵施加压力。
1月19日，在袁世凯的指使下，梁士诒、赵秉钧、胡惟德上奏隆裕太后：“人心已去，君主制度恐难保存，恳赞同共和以维大局。”1月22日，孙中山正式提出了清帝退位条件。25日，袁世凯奏呈说：这样再拖延下去，清室能否照前议条件给予优待，不敢预决，公开以取消优待条件对清室进行恫吓。但遭到了满族亲贵少壮派首领良弼的阻挠。
1月26日，京津同盟会首领彭家珍将良弼炸成重伤，次日身亡。
良弼被炸死后，宗社党作鸟兽散，纷纷逃往天津、大连、青岛或匿家不出，再也不敢反对逊位之事。2月12日，大势已去的清朝隆裕太后携6岁的溥仪在乾清宫颁发了退位诏书。至此，统治中国长达260多年的清王朝覆灭了。
不久，南北和议成功，袁世凯就任中华民国临时大总统。黄兴、陈士英随后来到北京，将张先培、杨禹昌、黄芝萌的遗骸，与炸良弼之革命志士彭家珍的遗骸，迁到北京西郊万牲园（今北京动物园内）合葬，谥称“四烈士冢”。孙中山亲临主持葬礼，祭奠这些为中华民国建立而流血牺牲的革命烈士。
