吳兆麟見熊秉坤調(diào)度有方，精神為之一振，即按其吩咐行事，并急傳令已進據(jù)蛇山和中和門的炮隊用炮火助戰(zhàn)。但炮隊因天空漆黑，所發(fā)炮彈難以命中敵人，便傳令進攻部隊點火照明目標。闕龍接令后，即命部下縱火焚燒督署前的鐘鼓亭。居民見義軍攻打總督署，主動找來引火木材和桐油。鐘鼓亭點燃后，頓時光焰沖天。炮隊看清目標，便向總督署和第八鎮(zhèn)司令部連連發(fā)炮。各路義軍則乘勢進擊，攻占第八鎮(zhèn)司令部后，開始向總督署逼近。

熊秉坤率領四十名勇士沖到總督府對面的馬路邊時，見城頭上機關槍仍在猛烈掃射，便差人把總督府通往外面的電線割斷，接著命趙道興、紀鴻鈞各領三人帶著煤油、破布與火柴，繞至總督府西門和東門點火，自己則向正門佯攻掩護。當城頭守軍與熊秉坤所率的敢死隊接戰(zhàn)時，趙道興等人已沖到總督府西門房，將點燃的破布投入房內(nèi)。不多時，房內(nèi)煙火升起。張彪見了，親自率兵撲來，擊倒趙道興等人，撲滅了大火。熊秉坤見西門點火失敗，便將佯攻變成真攻，率眾直逼總督府頭道衙門。張彪見了，急令一隊清軍出西門房上馬路，繞到敢死隊后面想將其圍殲。但敢死隊早已把生死置之度外，他們以強大火力壓倒出署門之敵。張彪怕中計，慌忙將沖出署門的清軍撤回防守衙門。這時，他發(fā)現(xiàn)有人快要接近東門房，便用火力封鎖，使紀鴻鈞等四人中彈倒地。熊秉坤見了，即帶人向衙門大門猛沖。敵人的火力被吸引過去后，身中兩彈、唯一負傷未死的紀鴻鈞不顧流血劇痛，拿著煤油、破布和火柴頑強地向東門房爬去，最后一躍而起，將整桶煤油倒在自己身上擦火柴點燃，口中高呼著“革命黨人沖啊”，一頭沖到東門房大門前，拉響了懷中炸彈。伴隨著一聲巨響，東門房被炸開，一股濃煙沖天而起。熊秉坤見狀，眼含熱淚高喊著：“為死難的革命黨人報仇，沖啊！”眾人跟在他身后，從缺口處沖進了頭道衙門。張彪見頭道衙門被攻破，即退入第二道衙門，并迅速調(diào)來四挺機關槍加強抗阻。

在蛇山的炮隊見總督府起火，即定位發(fā)炮，恰好首發(fā)的一枚炮彈擊中瑞澂的龍案，把坐鎮(zhèn)指揮的瑞澂掀了個四腳朝天。他忍痛爬了起來，急令左右快去調(diào)回張彪。張彪接到命令，只好讓全部人馬撤至衙門內(nèi)，保護瑞澂。這時，吳兆麟率領大隊人馬趕來增援，熊秉坤即令全體官兵猛攻內(nèi)衙，又派兵圍困總督府。張彪只聽見外面殺聲震天，好像義軍已從四面八方圍攏過來，便急忙吩咐差弁在總督署的后圍墻上鑿開一洞，帶著一排衛(wèi)隊擁護著總督瑞澂鉆洞而出，沿墻后小路來到江邊，逃入停泊在那里的楚豫兵艦。

起義軍占領督署后，萬眾歡騰。熊秉坤與吳兆麟即命人掛出革命黨人的旗幟。闕龍領命，不顧身負有傷，親自下了督署前的龍旗，換上了革命黨人事先準備好的五色旗。義軍諸將士見了，頓時雀躍歡呼。

在進攻總督署的三路義軍獲得勝利的同時，其他各路義軍也先后得手并參加了舉事。代表余鳳齋指揮工程、輜重營士兵攻破武勝門，代表江國光率領第三十一標奪守賓陽門和忠孝門。在城外的馬隊八標聞城內(nèi)槍炮聲大作，迅即在代表徐國鈞的率領下入城，負責巡邏各城門，來回傳遞戰(zhàn)報。測繪學堂的學生在楚望臺領得了槍械，即協(xié)助駐守楚望臺和通湘門。至11日黎明時分，武昌城內(nèi)各官衙、各城門均被革命黨人控制。為歡慶武昌首義的勝利，革命黨人特在蛇山上黃鶴樓懸掛起一面醒目的十八星旗。

漢陽新軍中的黨人見武昌光復，興奮不已，即在胡玉珍的帶動下發(fā)難響應。11日晚八時許，起義士兵占領了漢陽兵工廠和鐵廠，將大炮拖上龜山，在龜山山頂插起十八星旗，設立起義臨時指揮部，隨即派兵到漢口。

駐漢口的新軍第二營聞知武昌、漢陽起義得手，即在代表趙承武等人的率領下在居仁門發(fā)難，并與漢陽派來的部隊會合，迅即占領全城。漢口商團這時亦以白布為標記接應義軍，商民更是燃放鞭炮以示歡迎。至10月12日清晨，十八星旗亦迎著旭日飄揚在漢口上空。

黎元洪被舉為都督后像個泥菩薩

武昌義軍雖然一舉攻下總督署，但此時軍中尚無有威望的統(tǒng)帥。舉義之前，本來已推舉劉公為都督，劉英為副都督，但武昌光復時劉公在漢口未能渡江過武昌，劉英則遠在京山縣。起義總指揮蔣翊武避走出城后，眾人一時不知他在何處。胡瑛、詹大悲尚在獄中。而在國人中素有威望的同盟會領袖黃興以及宋教仁、譚人鳳此時又尚未到武昌。攻下總督府，眾士兵狂歡過后，起義的發(fā)動者反倒為難起來。尤其是熊秉坤，他覺得自己和負責起義諸黨人都是下層官兵，資歷太淺，在軍中無威望，難以擔重任。但群龍無首，時間一久必生變亂，于是他推舉隊官、臨時總指揮吳兆麟暫為主持。吳兆麟也覺得自己資歷不深，連連謙讓，要蔡濟民籌商主持人，蔡濟民便約起義各方面負責人到咨議局會商大計。

11日上午，已激戰(zhàn)了一夜的近二十名黨人首領陸續(xù)趕到了省咨議局會議。蔡濟民對眾人說：“武昌首義之功，功在諸位同志。目前最要緊的是組織政府，不能這樣群龍無首；還必須馬上通電全國，呼吁響應；安民告示更非馬上發(fā)出不可。我們一定要找一個德高望重、為全國所知的人，才能號召天下，免得別人說我們是兵變鬧事?！壁w振武聽了此話，插言說：“我們已經(jīng)推定了總理和總指揮，怎么辦？”蔡濟民說：“原來推定的諸人，目下都不在武昌，緩不濟急?！庇谑潜娙藳Q定派人分頭尋找議長湯化龍、副議長張國溶及駐會議員來咨議局會商辦法。

議長湯化龍與一些議員被陸續(xù)請來后，黨人便推舉他出任都督。湯化龍的親家、議員胡瑞霖慮心革命成敗尚未可知，從旁代為婉辭說：“目下是軍隊起來革命，湯議長不便領導，最好在軍隊中推一有聲望的人?！睖堃姾鹆貫樽约捍o，擔心別人誤解，便說：“革命事業(yè)，鄙人素表贊成。但此時武昌發(fā)難，各省均未知曉，須先通電各省，請一致響應，以助大功告成。此時正是軍事時代，兄弟非軍人，不知用兵。關于軍事，請諸位籌劃，兄弟無不盡力幫助?！辈虧褚姶耍闾嶙h說：“可否推舉二十一協(xié)統(tǒng)領黎元洪？他軍務嫻熟，為人厚重，又出過洋，頗有名望，軍中職位又數(shù)他最高?！弊h員劉賡藻馬上附和說：“此提議甚好。黎協(xié)統(tǒng)又是湖北黃陂人，此時尚在城中，如大家愿意找他，我可介紹前往?！北婞h人聽了，均表示贊成。蔡濟民即讓劉賡藻帶他到黃土坡，往黎元洪的參謀劉文吉宅中去問詢，但劉家家人告知：“協(xié)統(tǒng)本在管帶謝國超家，現(xiàn)已去了楚望臺。”原來，軍代表馬榮等率兵一排到處搜尋黎元洪，已在謝宅換上了便衣的黎元洪當時避匿不及，被馬榮等人搜到，即被推擁至楚望臺去了。蔡、劉等人即赴楚望臺，迎黎元洪到咨議局與會，這時會眾正在討論成立軍政府事。