为了打破敌人的“围剿”，起义军作了相应的部署：由白瞎子等率部分兵力留在豫西南地区活动，牵制“围剿”军；白朗则亲率起义军主力跳出包围圈，到京汉路以东，打击守备薄弱的敌人。
1913年底，白朗率部向京汉路秘密移动，于1914年1月8日到达京汉路东的新安店。9日上午，在新安店北十里的小为庄，与石振声补充旅之胡永奎团遭遇，激战三时许，歼敌一部。后进至新安店东北的蔡庄，兵分三路南下。先攻罗山未克，遂转攻光山。1月11日，在当地小刀会众暗助下，一举攻破光山城。15日，又攻占光州（今潢川）城，缴获枪械四五百支。起义军破光、潢后，即扬言将北上项城，抄袁世凯和张镇芳的老家。袁大惊，立即调兵“护陵”。其实，起义军并未北上，而是继续东进，于16日陷商城，歼团勇三百余人，缴获枪械子弹甚多。旬日之间，起义军连陷豫东南三城，使袁世凯人为震惊。他急令其亲信、新任湖北都督段芝贵先到信阳“统筹全局”。不久又将其表弟、河南都督张镇芳革职，由陆军总长段祺瑞兼任河南都督，驰赴信阳“督剿”。段芝贵到信阳后立即调动部队，作出了“相机痛剿”起义军于光（山）、固（始）的部署。但是，行踪飘忽、惯于避实捣虚的起义军，早已摆脱迫堵的敌军，转至皖西，威逼六安、霍山。
六安是皖西的水陆交通枢纽，在政治、经济、军事上具有重要地位。当时，皖军主力正在该省东北部镇压起义农民，皖西地区兵力比较薄弱。起义军进入皖西后，皖督倪嗣冲慌忙下令；芜湖镇守使鲍贵卿率部由芜湖至庐州（今合肥），安徽第一师师长马联甲率部由省城安庆至舒城，安武军中路统领邱昌锦率部由寿州（今寿县）赴六安，准备“会合兜剿”。正当倪嗣冲忙于调集军队之际，起义军打响了进攻六安的战斗。当时，六安城内仅有巡缉营营长王传禄所部约五百人。起义军东进时，王传禄率部在叶家集、金家寨、流波磕一线进行防御，仅留数十人守城。1月20日，王传禄部在流波陂起义军击溃，经苏家埠逃进城内。比前，该县知事段保森见六安城危在旦夕，携款潜逃。段的卫队中有的与起义军有联系，乘机打开监狱，将犯人全部释放，并将“县暑公款什物掳掠一空”，城内秩序大乱。这时，皖北镇守使倪毓飞令统领境邱昌锦率二营、帮统马联率一营由寿州驰援，1月24日晚，马联营进驻六安。但起义军一部早已潜入城内，与守军展开巷战，并四处放火，秘开城门，城外大队也适时赶到，乘机入城。守军不支，弃城逃跑。起义军骑兵三百余人乘胜追击，毙伤敌军颇多。六安城当即彼起义军占领。邱昌锦行至六安北五十里之马头集时，闻马联棻部在六安被围，立即兼程往救，以管带陈怀忠为左翼，自率管带李长胜为右翼，从东、北两面进攻六安城。起义军利用城东有利地形，事先设下埋伏，陈怀忠营陷入重围，李长胜营也遭到有力的反击。自下午1时战至7时，邱部“饥疲交加”，“伤亡枕藉，狼狈溃退。在起义军进围六安时，驻舒城的骑兵团团长路靖坤也奉命率一个营驰援。24日晚，该营行抵六安城东：二十里铺时，路靖坤不明情况，先带三十余人入城，准洽与马联棻接洽守城事宜，结果自投罗网，被起义军俘获处死。路营也披击溃。六安之战，起义军给皖军三个多营以歼灭忏的打击，是起义军在外线作战中取得重大胜利的一次战斗，这次战斗的胜利，使士气民心大为振奋。
在起义军主力转至外线，驰骋于豫东，皖西之际，坚持在内线作战的起义军，在内乡，赊旗镇（今社旗县），南阳等地积极活动，牵制和打击“围剿”军。当时，荆紫关巡防队也加入起义军，被裁汰的坟府军士兵及各地小股义军，纷纷“闻风归附或遥为附和”，因而起义军的实力不仅没有被削弱，反而有所发展。
由于起义军采取了比较正确的作战方针，北洋政府策划的第一次“围剿”以失败而告终。
二、打破第二次“围剿”
在袁世凯对起义军进行“围剿”时，英国驻华武官罗伯逊、俄国驻华武官佛多楼夫，先后赴信阳“观战”。罗伯逊提出了以轻便马队跟踪追击，配以步兵围堵和“遍立堡垒”的“剿匪节略”，为北洋军出谋划策。袁世凯还接受各国驻汉领事的建议，不惜以重金购买飞机数架和聘请俄国飞行员来华，并派卫队护送飞机与飞行员到信阳机场，用新式武器镇压起义军。
起义军进据皖西地区后，皖督倪嗣冲一面从安庆、芜湖、寿州调动约十个营的部队，向六安、霍山方向围堵，一面电请段祺瑞增兵英山，霍山、罗田、蕲春，阻塞起义军南下道路。与此同时，河南护军使赵倜率统领高文贵等部到达固始，并令拱卫军、北洋陆军第二师第六团向商城、固始方向集结，与皖军声势联络，“稳慎前进”。这就再次形成了对起义军的“围剿”。白朗等为了摆脱被动不利态势，决定率部突围，向铁路以西转移。
1914年1月27日黎明，起义军从容撤出六安，并再次声东击西，迷惑敌人。军队出城后，先向东行进，声称将进攻庐州，尔后转旗西走，进据豫皖边的金家寨，准备伺机突破敌军防线。此时，赵倜正待拱卫军和二师六团集中后向麻布街（商城东一百八十里）一带进发。但统领高文贵未执行赵倜的命令，于1月28日令拱卫军团长熊文朗率两营单独由固始开往麻布街。熊团于29日出发，在叶家集宿营。起义军侦悉该团孤军冒进，便迅速奔袭叶家集。熊文朗因叶家集无寨垣可守，即在该集东八里的石碑楼布置防御，由管带李凤举指挥左翼，帮带王翰文指挥右翼，熊自带山炮两门居中指挥。熊还派人飞报驻武庙集（叶家集西四十里）的高文贵，请速派兵增援。1月30日上午，起义军集中兵力向熊团发起进攻。激战至下午2时，先将其左翼击溃，再转攻其右翼，将帮带王翰文击毙。该部见主官毙命，纷纷溃退。起义军立即包围中路，熊文朗不敢抵抗，率部突围，退回固始。这次战斗，起义军共击毙敌军帮带、副官、哨官、哨长七人，击伤哨长、哨官二人，歼敌百余人，缴获步枪一百二十四支、手抢六支、望远镜两具，取得了较大的胜利。
熊团溃败后，商、固一线的豫、鄂联军便加紧防堵。起义军又于2月6日攻占霍山，继又南下至英山。皖军马联甲师“跟踪数日，竟未追及”。段祺瑞鉴于“北部兵力已经厚集”，电令马联甲师迅速南下，堵击起义军，令英山、罗田守军严防要隘，令鲍贵卿率部往舒城堵击，令北洋陆军第二师师长兼鄂皖“剿匪”总司令王占元增兵鄂皖边界的松子关一线，以便“约期会合，严行痛剿”，妄图将起义军围歼于霍丘、霍山、叶家集之间。这时，起义军已转移至双河店（金家寨西南四十里）、皂靴河（商城东南四十里）一带活动。驻光州的王占元急令所部第九团进驻瓦庙集（固始西南四十五里），骑兵第一旅赶赴叶家集，与皖军联络，石振声旅混成第五团待机于商城附近，混成第六团从固始南下。为防止南方的革命党人接济起义军，段祺瑞还请袁世凯派军舰数艘，在长江梭巡。
由于鄂、豫、皖三省的“围剿”军愈集愈多，起义军在内线的回旋余地愈来愈小，白朗等决定率部迅速突出包围圈。先准备从商、固之间的瓦庙集突围，因遭敌第九团堵截，遂进攻段家集、方家集，又遭敌混成第六团阻击，于是集众向酆家集（商城东北二十里）进攻。2月21日，起义军首领之一李鸿宾率步兵四五千人、马队三四百人，携火炮两门，从皂靴河经苏仙石向西北挺进，白朗率大队跟进。王占元命驻段家集的混成第六团和商城的混成第五团立即出动，对起义军实行夹击。21日上午，混成第五团与起义军前锋相遇，李鸿宾率起义军占领酆家集南面一带高地，与该团展开激战，至下午5时，起义军被迫后撤。王占元即令第九团扼守商城以南至松子关一线各要隘，阻止起义军南下，令石振声督率五、六两团从苏仙石西，北分进合击。他得意洋洋地向段祺瑞报告：“迄今合围之势已成，进攻之机已熟”。
2月23日，白朗所率之万余人在酆家集南又遭混成第五、第六两团夹击，被迫东撤。起义军集合大队突围，多次受阻，北洋军又步步紧逼，处境十分不利。白朗等决定以部分兵力在当地起义武装配合下，潜行至光州附近，出敌不意地袭击王占元的指挥部，借以调动敌人，其余部队分成几路，乘机冲出包围圈。这一部署果然奏效。当起义军的枪声在光州城外突然打响时，王占元惊慌失措，急令一个营守城，两个营出城迎战，同时命令附近驻军星夜驰援。袭击光州的起义军奋不顾身，与优势敌人激战两日，终于胜利完成了掩护主力部队分路突围的任务。
各路起义军于2月26日、27日跳出包围圈后，日行百余里，兼程西进。其中一路发现有飞机在空中盘旋，部队立即疏散隐蔽，组织对空射击，击伤敌机一架，开创了中国近代战争史上用轻武器打飞机的先例。
起义军跳出包围圈，至京汉路侧集中后，在武胜关一带破坏铁路，一度造成车运中断，使“中外居民异常恐惧”。随后，起义军从信阳南东双河分兵两路，一由柳林南下，威胁武汉，主力经随、枣西进，直趋老河口。
老河口位于汉水东岸，是汉水中上游的货物集散地。当时，由黎天才第一师赵荣华团的一个营驻守该镇。赵平日肆意鞭打市民，勒索商户，并经常沉溺在戏院中，不理军务，军队纪律废弛。当起义军越过随县、枣阳，向老河口方向前进时，赵荣华仍不介意。少数起义军便混在一戏班里，潜入镇内。
3月7日，起义军三千余人攻占老河口东南的黑龙集，驻守该集的第二混成旅第五团第三连向老河口溃退。此时，赵荣华才匆忙下令戒严，派部队防守城关。当晚10时许，起义军猛攻大东门，事先进城的起义军立即响应，火光烛天，枪声大作。战至8日凌晨，镇内守军及商团大部被歼。赵荣华仅率马队数十人逃往樊城。起义军共缴获火炮两门、炮弹九十余发、枪弹二十余万发，取得了外线作战的又一次较大胜利。
西进的起义军进展顺利，南下的起义军也接连获胜。当起义军还在路东的鄂豫边活动时，鄂督段芝贵为了防止起义军南下长江与革命党联络，将主要兵力集中在罗田、麻城、黄安一线，因而路西的兵力比较薄弱。广水虽有驻军，但责在保护铁路，不敢轻动。所以，该路起义军出武胜关后，未经大的战斗，就连破应山县的麻烟市、霍家集，直趋安陆，待到鄂军赶来时，部队即转旗北上，与由老河口转移的起义军主力会师。8月14日，起义军再次攻克鄂、豫、陕三省边境要隘荆紫关。守关的巡防营一个营狼狈北逃，退守西坪。
袁世凯先后派出亲信段祺瑞、段芝贵和赵倜，王占元等将领亲临前线指挥，相继调动两万余部队迫围堵击，历时两月，妄图将白朗起义军消灭于鄂豫皖边地区，结果再次以失败告终。起义军在反“围剿”斗争中，不仅没有被消灭，反而得到了更大的发展，部队扩大至二万余人。这是起义军最兴盛的时期。
西进陕甘，由胜转败（1914年3月~6月）
一、北洋军的八路“兜剿”计划和起义军的西征决策
白朗起义军连战获胜，袁世凯十分惊慌，连电段祺瑞和段芝贵，命令他们加派部队，“酌配利器”，再次组织更大规模的“围剿”，务求“早日荡平”。
1914年3月15日，段祺瑞根据袁世凯的指令，与段芝贵等分析了前段作战情况，认为起义军惯于避实击虚，合围、追击均难于奏效，但也别无良策，只得仍然采取老一套的办法，实行所谓分进合击，八路“兜剿”。其具体部署是：豫皖“剿匪”副司令王汝贤率所部一旅及归其节制的何共慎旅驻裕州，另以一团驻许昌；骑兵第一旅旅长陈文运率所部驻襄城、叶县；河南陆军第一师师长张锡元率部驻舞阳、泌阳；河南护军使越倜驻洛阳，所部毅军分扎汝州、宝丰一线；镇嵩军统领刘镇华率所部驻卢氏，另以镇嵩军或毅军两营驻于熊耳山，杏花山之间，切断起义军回基地之路，奉军吴庆桐旅驻南阳、唐县，北洋陆军第九师十八旅旅长张联升率所部驻淅川附近，兼防郧县，湖北陆军第三旅旅长卢金山所部之一营并入北洋陆军第二师，以第二师一个团驻新甸铺（新野南三十里），相机前进，另一个团为游击之师，四面策应。
此外，为了保障后方运输，令北洋陆军第八混成旅旅长徐占凤等率部加强铁路沿线防守。
在北洋军刚刚部署八路“兜剿”之际，白朗等起义军首领作出了西征陕甘，伺机入川的决策，并利用很短时间作了如下准备：
（一）起义军改称“公民讨贼军”，白朗任总司令，李鸿宾为参谋长，建立了统率机关。
（二）区分前、中、后三军，以王生歧为前军总司令，韩世昌为中军总司令，白瞎子为后军总司令。
（三）将分散活动的部队调回，分别集结于豫、陕交界的荆紫关、卢氏一带，作好人陕的准备。
二、攻破商县，威逼西安
起义军在荆紫关停留三日，于3月17日分路西进，连克西坪、富水关、商南、武关。20日，先占龙驹寨（今丹凤），继克商县，歼敌百余人。起义军顺利进入陕西，使段祺瑞的八路“兜剿”计划完全落空。3月下旬被召回京。