武昌帶給袁世凱的消息無(wú)疑是相當(dāng)悅耳的。在清朝的內(nèi)閣總理和民國(guó)的“大統(tǒng)領(lǐng)”之間，他當(dāng)然愿意選擇后者。但是，老奸巨猾的袁世凱懂得，為了使革命黨人就范，他還要給予更厲害一點(diǎn)的打擊。因此，他在進(jìn)京之后，迅速布置馮國(guó)璋拿下漢陽(yáng)。
當(dāng)時(shí)袁世凱投入武漢的兵力有第四鎮(zhèn)全部，第二鎮(zhèn)和第六鎮(zhèn)各一個(gè)混成協(xié)，總共有三萬(wàn)多人。在人數(shù)、武器和訓(xùn)練上都還占著優(yōu)勢(shì)。但是在各地紛紛獨(dú)立，清王朝處于土崩瓦解的形勢(shì)下，清軍的士氣很低。由于革命軍已有了補(bǔ)充，又控制了江面，一切渡江船只都在武昌、漢陽(yáng)方面，清軍要繼續(xù)進(jìn)攻，也存在不少困難。漢口雖然失守，武漢保衛(wèi)戰(zhàn)的勝敗未定。由于漢陽(yáng)地勢(shì)最高，龜山的炮火可以控制整個(gè)武漢，因此漢陽(yáng)的得失是勝敗的一個(gè)關(guān)鍵。馮國(guó)璋在召集清軍將領(lǐng)開(kāi)會(huì)時(shí)說(shuō)：“今日之戰(zhàn)，則重在漢陽(yáng)。漢陽(yáng)之大別(即龜山)諸山，俯瞰武漢，如釜底一丸，下擲則全城瓦碎，不待攻而自破矣。為今之計(jì)，唯有先取漢陽(yáng)，為攻心之上策?！?sup>[1]會(huì)后，他命令六鎮(zhèn)統(tǒng)制李純將所部分為兩隊(duì)，從側(cè)面進(jìn)攻。甲隊(duì)由吳金彪率領(lǐng)，由孝感出發(fā)，自新溝渡過(guò)襄河；乙隊(duì)由馬繼增率領(lǐng)，由漢口大智門(mén)出發(fā)，自舵落口渡河。同時(shí)命王遇甲率隊(duì)由漢口直渡，從正面進(jìn)攻。
在軍事上勢(shì)均力敵，各有優(yōu)劣的情況下，要奪取戰(zhàn)爭(zhēng)的勝利，就取決于集中統(tǒng)一的指揮和正確的戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)。而這在當(dāng)時(shí)卻成了革命軍方面的致命的弱點(diǎn)。黃興雖然當(dāng)了戰(zhàn)時(shí)總司令，但是既然是黎元洪委任的，就得聽(tīng)命于軍政府都督。軍政府孫武的軍務(wù)部和吳兆麟的參謀部，與黃興的漢陽(yáng)司令部是平行的機(jī)構(gòu)，意見(jiàn)不一致，就互相牽制。在部隊(duì)中，又有主軍與客軍的分歧。主軍很大部分是當(dāng)?shù)貏傉心嫉男卤?，沒(méi)有經(jīng)過(guò)訓(xùn)練，紀(jì)律也較差?？蛙娪小跋孳娚茟?zhàn)”的名聲，月餉卻比湖北軍低(后者已增為十元，前者是七元)。在客軍中也存在著矛盾。先到的第一協(xié)王隆中主張立即進(jìn)攻漢口，后到的第二協(xié)甘興典不同意，并且說(shuō)：“王部先期到鄂已經(jīng)休息多日，第二協(xié)剛到，須有充分休息，從容準(zhǔn)備?！蓖跽f(shuō)：“你是巡防軍，只能守城，不能打仗?！备收f(shuō)：“你我在打仗的時(shí)候再見(jiàn)高低”,雙方爭(zhēng)論得很激烈^[2]。
當(dāng)時(shí)最主要的分歧依舊是在進(jìn)攻還是防守這個(gè)戰(zhàn)略問(wèn)題上。孫武、吳兆麟、楊璽章等人認(rèn)為，部隊(duì)中新兵太多、炮隊(duì)缺乏，不利于發(fā)動(dòng)進(jìn)攻，主張堅(jiān)守漢陽(yáng)。他們認(rèn)為，兵力不應(yīng)集中于漢陽(yáng)一個(gè)地方，而應(yīng)把大部分兵力放在漢陽(yáng)北面六十里的蔡甸，因?yàn)槟抢锸菙橙藦膫?cè)面進(jìn)攻漢陽(yáng)的必經(jīng)之路。黃興則認(rèn)為，敵人的主力已移向蔡甸方面，漢口兵力較單薄，正是出其不意、反攻漢口的大好時(shí)機(jī)，因此反對(duì)分散兵力，而要全力發(fā)動(dòng)進(jìn)攻。在矛盾未解決、意見(jiàn)不統(tǒng)一的情況下，黃興貿(mào)然決定反攻漢口。
11月16日夜十時(shí)，在鳳凰山、大別山炮隊(duì)的掩護(hù)下，革命軍在襄河的琴斷口架浮橋三座，以湖南第一協(xié)王隆中部為右翼進(jìn)攻隊(duì)，湖南第二協(xié)甘興典部為左翼進(jìn)攻隊(duì)，以湖北第五協(xié)熊秉坤部等為預(yù)備隊(duì)，相繼渡河向漢口玉帶門(mén)一帶進(jìn)攻。同時(shí)，派四協(xié)張廷輔部和六協(xié)楊載雄部在南岸咀一帶渡河，進(jìn)攻龍王廟，作為配合；派一支部隊(duì)由武昌青山潛渡劉家廟，襲擊清軍后路。最先渡河的湖南軍斗志昂揚(yáng)，進(jìn)攻勇猛。那天夜里，陰雨寒冷，清兵都躲在屋里烤火，到革命軍進(jìn)入清軍防線才倉(cāng)皇迎戰(zhàn)。革命軍乘勝推進(jìn)，到第二天，前線已推進(jìn)到居仁門(mén)歆生路一帶。但是，在左翼，后繼的湖北軍是沒(méi)有經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的新兵，一聽(tīng)到清軍猛烈的機(jī)槍聲，就慌忙后退。黃興親自督戰(zhàn)，也無(wú)法阻擋。這就立即牽動(dòng)了全局。湖南第二協(xié)甘興典部首先潰奔。士兵們爭(zhēng)渡琴斷口，許多人墮河溺死。而原來(lái)準(zhǔn)備在南岸咀渡江的部隊(duì)，終因清軍機(jī)槍封鎖沒(méi)有渡成。潛渡劉家廟下游，抄襲敵后的計(jì)劃也告失敗。到17日下午，左翼已無(wú)一人。黃興看到左翼已潰，就下令右翼的王隆中部撤退?！叭缓媳鴳嵑藓北疅o(wú)用，皆不肯輕退，直至午后，猶獨(dú)擋官軍，入夜，始漸用船渡過(guò)漢水，退回漢陽(yáng)”^[3]。18日，漢口既濟(jì)水電公司總經(jīng)理宋煒臣給武昌軍政府的報(bào)告中，反映了當(dāng)時(shí)作戰(zhàn)的情況：“清軍于昨日見(jiàn)民軍進(jìn)攻極為勇敢，惶恐異常，業(yè)已預(yù)備火車(chē)，施行退卻，忽民軍自亂，向漢陽(yáng)撤退，清軍亦不敢前進(jìn)追擊，誠(chéng)恐民軍行誘敵之法，后見(jiàn)民軍渡橋擁擠，并浮水而過(guò)，仍莫名其妙，于是逐漸前進(jìn)，復(fù)占硚口、玉帶門(mén)一帶。”^[4]
渡河反攻失敗，挫傷了士氣，又增加了總司令部與軍務(wù)部、參謀部和兩湖部隊(duì)之間的矛盾，革命軍方面的不利條件增多了。但是，這一期間，由于海軍起義并回駛武漢，革命軍方面的力量也有了部分增強(qiáng)。
在全國(guó)高漲的革命形勢(shì)影響下，進(jìn)攻武漢的清艦隊(duì)的下級(jí)軍官和士兵都早就傾向革命。?；I號(hào)、海容號(hào)和海琛號(hào)的正電官何渭生、金琢章、張懌伯三人，編訂了英文密碼十二種，互通消息，準(zhǔn)備待機(jī)發(fā)動(dòng)。長(zhǎng)江水位在夏歷八月以后，下降很快，三個(gè)海字號(hào)大兵艦不能在武漢久停。11月4日，上海宣布獨(dú)立。海軍的重要物資都在上海。因此海軍提督薩鎮(zhèn)冰就決定秘密率艦隊(duì)東下，以便海軍集中一隅，不使力量分散。途中，海琛號(hào)的見(jiàn)習(xí)士官陽(yáng)明，把懸掛的龍旗撕下投入江中，而把秘密準(zhǔn)備好的白旗掛了上去。這是事先得到艦長(zhǎng)黃鐘英默許的。其他軍艦也都紛紛掛起了白旗。在艦上負(fù)責(zé)監(jiān)視的滿(mǎn)人嚇得不敢出面，海容號(hào)滿(mǎn)人幫帶吉升投江自殺。11日上午艦隊(duì)到達(dá)九江，薩鎮(zhèn)冰離艦去上海。艦隊(duì)迅速與湖北軍政府取得聯(lián)系并分為兩隊(duì)。由湯化龍的弟弟湯薌銘率領(lǐng)第二艦隊(duì)援鄂，其余組成第一艦隊(duì)，準(zhǔn)備下攻南京。第二艦隊(duì)于19日駛回武漢，參加對(duì)清軍作戰(zhàn)，使革命軍完全掌握了對(duì)江面的控制，給了武漢軍民很大的鼓舞。
艱苦激烈的漢陽(yáng)保衛(wèi)戰(zhàn)從21日開(kāi)始。
11月17日，馮國(guó)璋向李純部下達(dá)了進(jìn)攻命令。次日，清軍甲支隊(duì)吳金彪部進(jìn)至新溝，陸續(xù)渡河。19日，抵達(dá)蔡甸。20日，清軍乙支隊(duì)馬繼增部占領(lǐng)舵落口。兩個(gè)支隊(duì)先后完成了從側(cè)面向漢陽(yáng)發(fā)動(dòng)進(jìn)攻的準(zhǔn)備。
21日，吳金彪部由蔡甸進(jìn)抵三眼橋。這是通漢陽(yáng)的門(mén)戶(hù)，由湖南第二協(xié)防守。黃興命新近組成的混成徒步一標(biāo)祁國(guó)鈞部增援，同時(shí)派去了以金兆龍等為首的敢死隊(duì)和南京學(xué)生軍，布設(shè)了地雷，隔橋與清軍對(duì)峙。當(dāng)日夜，為接應(yīng)乙支隊(duì)馬繼增部渡河，吳金彪部分兵一營(yíng)進(jìn)攻襄河南岸的下黃金口。革命軍不支退卻，清軍取得了一塊橋頭陣地。
22日，清軍繼續(xù)猛攻三眼橋，被駐守橋側(cè)湯家山的革命軍炮火擊退。同日，清軍甲乙兩支隊(duì)在襄河南北兩岸的上黃金口和余牙墩之間造橋，準(zhǔn)備強(qiáng)渡。當(dāng)日夜，蔡濟(jì)民與革命軍敢死隊(duì)方興等在海軍起義艦隊(duì)護(hù)衛(wèi)下，從武昌青山偷渡，企圖突襲清軍后方，被發(fā)覺(jué)，半渡而返。
23日，清軍屢日攻三眼橋不下，就將進(jìn)攻重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到乙支隊(duì)方面。馬繼增部乘夜色渡過(guò)黃金口浮橋，于黎明時(shí)進(jìn)攻美娘山(四平山第一山頭)。革命軍和清軍之間展開(kāi)了反復(fù)的爭(zhēng)奪戰(zhàn)。祁國(guó)鈞率領(lǐng)壯士七十多名，冒著清軍機(jī)槍掃射，奮勇反攻，奪得清軍機(jī)槍兩挺，標(biāo)旗一面^[5]。祁國(guó)鈞兩腿受十一處傷，堅(jiān)持不退。湘軍四十九標(biāo)二營(yíng)管帶楊萬(wàn)桂，率所部二十四人，沖上山頂，一度將占領(lǐng)山頭的清軍全部消滅，但因寡不敵眾，美娘山終于失去，革命軍退守仙女山。
24日，吳金彪部繼續(xù)列陣于三眼橋，牽制湯家山革命軍，借以掩護(hù)乙支隊(duì)進(jìn)攻。張敬堯率軍攻占仙女山，革命軍退往鍋底山固守。下午，革命軍反攻失敗，鍋底山、扁擔(dān)山先后失守。
軍政府為了挽回漢陽(yáng)的頹勢(shì)，決定派第三協(xié)協(xié)統(tǒng)成炳榮率步兵兩標(biāo)和山炮一營(yíng)，由海容、海琛兩軍艦掩護(hù)，在23日午夜由武昌青山渡江，在江北五通口登陸。24日九時(shí)乘霧進(jìn)攻諶家磯附近的三道橋。這個(gè)計(jì)劃如果成功，可以割斷清軍的交通線，對(duì)清軍后方造成嚴(yán)重威脅。湯薌銘所率海軍炮火向清軍猛轟，毀火車(chē)五輛，美孚油棧起火，使清軍造成很大的混亂。馮國(guó)璋為此驚呼求救：“兵力漸薄，被匪抄我后路，雖分兵抵御，如無(wú)援軍速來(lái)，萬(wàn)難久持?！?sup>[6]但是成炳榮徒以日本士官學(xué)校畢業(yè)生的資格取得協(xié)統(tǒng)的職務(wù)，實(shí)際上是個(gè)昏庸的酒徒。當(dāng)晚他又喝醉了酒，沒(méi)有同部隊(duì)一道過(guò)江。部隊(duì)到達(dá)三道橋，受清軍炮火壓迫，前線指揮無(wú)人，又折回青山。二十五日，軍政府決定二次進(jìn)攻。革命軍進(jìn)到三道橋時(shí)，周?chē)畡?shì)雖退，但泥淖仍深，沿橋長(zhǎng)達(dá)一里的沙灘，徒涉十分艱難。橋頭上清軍早有準(zhǔn)備，加強(qiáng)了機(jī)槍和山炮火力，革命軍幾次進(jìn)攻，都遭到很大傷亡。三百多壯士奮勇攀橋梁以渡，還是被清軍機(jī)槍所阻，退到橋畔的葦叢中，相持了三個(gè)多小時(shí)。清軍以火車(chē)架機(jī)槍掃射，三百壯土全部壯烈犧牲。二次進(jìn)攻也失敗了。
漢陽(yáng)形勢(shì)危急，軍政府各機(jī)關(guān)人員都非常激憤，紛紛要求上前線殺敵。11月25日，參謀部副長(zhǎng)楊璽章、稽查部長(zhǎng)蔡漢卿、軍務(wù)部副長(zhǎng)張振武率領(lǐng)學(xué)生軍數(shù)百人渡江助戰(zhàn)。從漢口轉(zhuǎn)移到武昌出版的《大漢報(bào)》主筆胡石庵也親到陣地探訪。參謀甘績(jī)熙帶病上陣，他披掛著書(shū)有“臨時(shí)督陣指揮官”七字的白色布帶，選壯士一百零八人，夜襲磨子山，一舉沖上山頂，殲滅了全部守?cái)?sup>[7]。26日晨，又在湘軍統(tǒng)領(lǐng)劉玉堂等的支援下，攻占扁擔(dān)山。在前線探訪的胡石庵作《甘侯行》一首，歌頌其事。詩(shī)中寫(xiě)道：“墨云壓天黑風(fēng)吼，百八健兒銜枚走。雄師一奮萬(wàn)怪逃，笑把芙蓉握兩手?！薄叭松倌暌粡椫?，仗有浩氣亙山河?！?br>清軍用重炮轟擊磨子山、扁擔(dān)山，堅(jiān)持在山頂?shù)膭⒂裉脡蚜覡奚?，兩山得而?fù)失。進(jìn)攻鍋底山的張振武也被清軍擊傷，失足掉在水里，被救起后退往十里鋪。
同日，清軍甲支隊(duì)突破三眼橋防線，奪取湯家山，并與乙支隊(duì)會(huì)合，進(jìn)攻十里鋪。四鎮(zhèn)王遇甲部也渡過(guò)襄河，占領(lǐng)黑山。革命軍全線潰退。湖南第一協(xié)退至武昌，第二協(xié)退至鸚鵡洲。革命軍參謀部副長(zhǎng)楊璽章陣亡。當(dāng)夜，黃興悲憤地說(shuō)：“漢陽(yáng)失守，吾何顏見(jiàn)人，唯一死耳！”^[8]想以死殉職，在同志的力勸下退回武昌。
27日拂曉，清軍攻占梅子山。隨即分兵三路，一隊(duì)攻龜山，兩隊(duì)攻漢陽(yáng)。上午十一點(diǎn)，占領(lǐng)龜山。當(dāng)時(shí)，革命軍的精干已傷亡殆盡，沒(méi)有經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的新兵紛紛后退。從遠(yuǎn)道前來(lái)的保定入伍生和留日學(xué)生高冠英等許多人組織敢死隊(duì)，投入戰(zhàn)斗。留日士官生蕭鐘英看到漢陽(yáng)將要陷落，組織敢死隊(duì)渡江在漢陽(yáng)鐵廠碼頭登岸，持槍殺敵，遭清軍猛烈掃射，全部英勇?tīng)奚?。下午，漢陽(yáng)終告陷落。
據(jù)綜合戰(zhàn)報(bào)，漢陽(yáng)之戰(zhàn)，革命軍前后共傷亡了三千三百多人。
在革命軍和漢陽(yáng)人民乘船向武昌撤退時(shí)，清軍又向江中開(kāi)炮。據(jù)當(dāng)時(shí)報(bào)紙記載：“武昌城外，由江中撈出之死尸陳列堤上，不計(jì)其數(shù)。內(nèi)有未死而呻吟者，有婦人抱子，母死而子蘇，啜泣索乳者。血濺江邊，死者相枕藉?！?sup>[9]形成了一幅慘絕人寰的畫(huà)面。
黃興撤離漢陽(yáng)回到武昌，軍政府在27日召開(kāi)緊急會(huì)議。黃興當(dāng)時(shí)悲憤萬(wàn)分，深以漢陽(yáng)失守為愧，建議放棄武昌，順流而下進(jìn)攻南京。黎元洪贊同黃興的意見(jiàn)。但多數(shù)革命黨人都強(qiáng)烈反對(duì)。范騰霄、張振武等慷慨陳詞，表示武昌是首義之地，決心要與城共存亡。張振武拔刀起立，大聲說(shuō)：“敢言放棄武昌者斬！”^[10],全體掌聲如雷，一致決議堅(jiān)守武昌。革命黨人雖敗不餒的精神，終于贏得了后來(lái)的勝利。

當(dāng)晚，黃興乘輪離鄂。