（二）革命军反攻汉口失利
黄兴到达汉阳后，随着全国革命形势的发展，以及湖南援军的到来，汉阳防务的逐步就绪，产生了急于收复汉口的思想。对此，军政府内部很多人表示反对，认为目前新兵太多，又缺乏训练，不宜马上反攻。黄兴不采纳这些正确意见，反而轻信他的军事顾问、日本人大元大佐关于汉口清军“不难击灭”的意见，并受王隆中声官如不反攻即率部返湘的要挟，决定反攻汉口，先发制人，以求打乱敌人的进攻计划。其部署是：以湖南援军第一，二协及武汉革命军第五协（欠第十标）为主攻部队，从琴断口渡河，分左，中，右三队占领博学书院一带堤防，然后向玉带门方向前进，攻击清军右翼。步兵第四协，第六协为助攻部队，俟主攻部队渡河并发起攻击后，即由汉阳东北端渡河，在龙王庙登岸，向中国街前进，攻击清军左翼。炮兵第一标（欠一营）渡河后在博学书院西南占领发射阵地，支援步兵作战。步兵第五协第十标和其余部队为预备队，渡河后，在博学书院西端待命。
11月16日下午5时，工程营在琴断口架桥完毕。当晚10时，主攻部队陆续渡河，抵达预定地点，即向玉带门方向攻击前进，很快推进至玉带门附近。后由于清军猛烈射击，部队伤亡较大，遂停止前进。17日晨，革命军再次发起冲击。清军不支，逐步后撤。上午9时许，湖南援军第一、二两协进至居仁门一线，武汉革命军第五协进至王家墩。黄兴即令步兵第四协和第六协奋勇渡河，攻击清军左翼，以收夹击之效。但该两协在渡河时，遭到清军机关枪猛烈扫射，抢渡未成，使主攻部队失去了有力支援。不久，清援军到达，在炮火及机枪火力掩护下，向革命军反击。革命军第二协及第五协在清军压力下，首先退却，牵动全线。黄兴下令停止退却，部队皆不听命，不得不率军返回汉阳。这次作战，革命军伤亡较重，不仅没有达到预期目的，反使士气受到很大的挫伤。
（三）革命军退出汉阳
革命军退回汉阳后，一面从武昌调步兵第七协一个标增援汉阳，一面部分地调整了部署，命第二协第四标专任兵工厂防御，黑山至割丝口一段，令步兵第六协接替。同时，购买麻袋，于各要隘盛土为堡，并在汉江沿岸增架铁丝网、鹿砦，于三眼桥隘道处埋设地雷，以加强防御。但是，黄兴对清军的进攻部署，却作出了错误的判断。他认为清军主力在汉口龙王庙至玉带门一线，汉阳正面是敌人的主要进攻方向，对于从孝感、新沟南下，迂回侧击汉阳的大批清军，认为是敌人的牵制部队，未予足够重视，仅派少数步、骑兵前往蔡甸设防。这一错误判断，对汉阳的防御作战影响很大。
清军在革命军反攻汉口受挫后，便于11月20日按既定部署向汉阳发起进攻。其右翼甲支队约二千人从新沟渡过汉水，未遭多大抵抗，即将汉阳的门户蔡甸占领，并迅速推进至汉阳以西的三眼桥附近。乙支队电在舵落口架好浮桥，准备渡河。21日，甲支队以骑兵营为先导，向三眼桥发起冲击，遭革命军阻击，不得前进。这时，在汉水正面的清军，先以炮火向据守琴断口、美娘山的革命军阵地猛烈轰击，继以步兵抢渡舵落口，进攻琴断口。经近一小时激战，清军乙支队占领了琴断口。22日，清军甲支队因正面进攻三眼桥失利，于桥南蒋家渡架桥，企图强渡，被驻守汤家山的革命军炮兵击退。乙支队从琴断口向革命军右翼阵地美娘山进攻，亦未得逞。清军在进攻三眼桥接连受挫后，遂集中兵力于琴断口方向，向美娘山发动猛攻，于23日下午1时攻占该山。革命军趁其立足未稳，实施反击，使美娘山失而复得。这时，汉口口一带清军，使用民船十余只强行渡河，企图从正面进攻，结果被革命军炮火击退。为了减轻汉阳的压力，革命军步兵第三协派兵一部，在海军支援下，从武昌青山渡江，占领谌家矶，向刘家庙进攻，袭击清军后方。清军猝不及防，退至二道桥附近。次日，清援军乘车赶到，以机关枪猛烈扫射，革命军遭受重大伤亡，被迫退回青山。
24日，清军陆续增兵于美娘山方向。凌晨，在炮兵支援下，很快攻占了美娘山、仙女山。黄兴鉴于仙女山之敌可以瞰制汉阳，侧击大别山，对汉阳威胁甚大，遂令预备队陆续投入战斗，进行反击。因有的部队不听指挥，以致未能奏效。清军甲支队乘势进攻三眼桥革命军阵地。革命军被迫退守锅底山、扁担山。经反复争夺，终因力量悬殊，锅底山、扁担山及磨子山相继失守。25日，革命军从各部队挑选敢死队百余人，乘夜进行反击，夺回了磨子山。由刘玉堂率领的湖南援军一标，刚抵汉阳，亦立即投入战斗，夺回了扁担山。清军集中炮火向革命军射击，刘玉堂不幸中弹牺牲，部队相继溃散，磨子、扁担两山复被清军夺占。至此，汉阳周围的制高点已大部为清军控制。革命军在争夺上述各山过程中，伤亡较大，已无力进行反攻。26日，革命军在黑山、十里铺一线组织防御。在各路清军进逼下，革命军的防线很快被突破。这时，驻汉口的清军从硚口渡过汉水，侧击黑山。革命军腹背受敌，遂不听黄兴指挥，纷纷撤退。湖南援军第一协退往武昌，第二协从鹦鹉洲返回湖南。黄兴见败局已定，遂下令将兵工厂的武器弹药运往武昌。27日，清军占领大别山，进据汉阳城。
此次战斗，革命军伤亡三千三百余人，清军亦死伤惨重。清军面对长江天险，又无海军支援，同时为了给“和谈”留下余地，没有马上进攻武昌。武汉战场再次呈现隔江对峙的局面。
汉口、汉阳保卫战，革命军在作战指挥上有不少失误，诸如偏重于从正面与兵力火力均占优势的清军争夺阵地和街道，未能充分利用道路纷歧、街道纵横的特点，迂回侧击敌人，让内奸张景良充当前线指挥，并在已经发现其有渎职行为后仍不作断然处置，不顾主客观条件，贸然反攻汉口，将汉阳设防重点放在汉水岸边，未能以更多兵力控制翼侧和制高点，也未掌握足够的预备队，等等。这些，都是导致汉口，汉阳失守的重要原因。尽管如此，革命军为保卫汉口、汉阳，与敌人进行了四十多天的浴血奋战，充分表现了英勇顽强、不怕牺牲的革命精神。它打破了清政府妄想以北洋精锐之师，一举将革命起义扼杀在摇篮中的企图。经过革命军的顽强抗击，给维护清王朝的反动支柱——北洋军以重大杀伤，使全国各地革命党人受到巨大鼓舞，为各省组织起义赢得了时间，对全国产生了重大的影响。
苏浙联军攻取南京和成立中央临时政府（1911年11月~1912年4月）
当汉阳激战之际，苏浙联军正会攻南京。11月初，上海、浙江，江苏先后宣布独立，但自古为兵家必争之地的东南重镇南京，尚为清廷所控制，并驻有重兵。这对临近各省是个很人的威胁。革命党人几次策动守军起义均未成功。苏浙沪革命党人为了减轻武汉的压力，发展东南地区的革命力量，决定联合攻取南京。
一、驻宁新军与旧军的斗争
南京城内，原驻有以徐绍桢为统制的新军第九镇步兵第十七协，第十八协三十六标一个营，及炮标，骑标、工程、辎重等营，总人数约七千人。另有江防会办，江南提督张勋统率的江防军二十营，赵会鹏统率的江宁巡防军五营，王有宏统率的新防军（又称缉私队）十营，由未裁绿营及饥民新编成的巡防军十营，江宁将军铁良新练的步兵一标，炮兵一营及督署卫队等，分驻城内外。旧军总兵力约二万人。
著名的革命党人赵声等曾在第九镇进行兵运工作，因而该镇官兵具有一定的民主革命思想。武昌起义后，该镇官兵进一步向革命方面转化。两江总督张人骏和江宁将军铁良认为新军不可恃，不予补充弹药，并派江防营进行监视。10月31日，张人骏又命第九镇限期从市内移防至距城六十五里的秣陵关，由江防营及巡防营负责城内守卫，每人补充子弹五百发。第九镇官兵对此愤愤不平，纷纷要求起事，但苦无弹药，不敢轻动。第九镇移驻秣陵关后，张勋等派人监视，观察动静，并企图谋刺徐绍桢。徐绍桢本无意革命，但被张人骏、铁良所逼，且各标营的革命呼声甚高，遂下决心联络革命党人，举行起义。他一面派人去上海领取弹药，一面入城联络巡防军，督署卫队为为应，相约于11月8日以演习为名，同时行动，袭取南京城。不料城内一些同情革命的人自行于7日仓促发动，被张勋调兵镇压，很多革命党人牺牲。清军紧闭城门，严密戒备，并增派步兵三个营、骑兵一个营防守雨花台，在通济门，汉西门增设了山炮和机关枪。
第九镇闻城内起事，遂于11月8日誓师，兵分三路，进攻南京城。其部署是：右路以步兵第三十六标第三营（缺一队）、骑兵第九标第一营（缺一队），经曹家桥向通济门进攻，进城后，占领督署。左路以步兵第三十三标第三营、骑兵第九标第三营，经铁心桥，安德门向汉西门进攻；进城后，消灭清凉山守军，占领饷械局。中路以步兵第三十四标、骑兵第九标第二营，经姑娘桥，花神庙向雨花台进攻，进城后，分军渡江，占领浦口。同时，约镇江步兵第十八协第三十五标进攻朝阳门，进城后，占领将军署。当时，第九镇官兵每人只有子弹三五发，重武器则有炮无弹。上午11时，各路部队在无名纬河南岸高地集结待命，准备夜间行动。中路的骑兵因求战心切，竟不顾统一号令，单独北进，在逼近雨花台时，遭清军炮击，退至花神庙。这时，步兵三十三、三十四两标，也先后发起进攻，因无统一指挥，形成各自为战。黄昏，中路部队向雨花台发起冲击，遭敌火力压制，伤亡较大。当晚，革命军连续三次冲锋，终因弹药不足，守军工事坚固，未能奏效。待至9日拂晓，革命军弹药用尽，被迫退往镇江。