督府内有人建议请黄兴出任作战总司令，黎欣然同意，乃于九月十三日在阅马厂高筑将台，举行隆重的“拜帅大典”。将台上置有高桌，蒙以黄布，周围是雄赳赳气昂昂的武装士兵，台口为营长以上的高级军官，由都督府到将台过道两旁，站满了文武官吏，黎、黄两人并辔而出，文官行脱帽礼，武官行撇刀礼，兵士行举枪礼，气象庄严隆重，有过于黎元洪就都督的誓师礼。

　　黎都督黄总司令就位后，典礼开始，由李玉山宣读黎都督的任命状。这篇任命状是一篇文辞典丽的文章：“黄君兴险阻备尝，功在民国，各军当悉听调遣。”宣读任命状后即由黎元洪都督授令、授旗、训话，然后是黄兴总司令答礼、答词。黎都督退席后，黄总司令则骑着那匹已经骑过的高头大马，绕场巡行，全场官兵举枪致敬，礼成。

　　当黄兴就任革命军战时总司令，即以防御汉阳为主要任务，设总司令部于昭忠祠，任命李书城为参谋长。李原在北京军咨府任职，由载涛派其与黄郛南下。李、黄离北京后即决心革命。黄抵上海，留助陈其美；李则兼程来汉口，抵汉时汉口已失陷，遂投奔黄兴。副参谋长一为杨玺章，一为吴兆麟，参谋有姚金墉、蔡济民、徐达明、甘绩熙、高建翕、宾士礼、金龙章、吴醒汉、夏维善等。参谋处的任务是沿襄河入江处起，迤黑山以下挖壕筑堡，雇用民夫数千人，昼夜工作。当时两军苦战，隔江、汉二水对峙。革命军因汉口之战损失过重，新成立部队官兵大半未受训练，因此不堪大战。

　　九月十八日据报汉口方面有清军1万余人，在汉口刘家庙至桥口附近，并于上关、花楼、黑山对岸及沿江布防。革命军则在汉阳南岸嘴至三眼桥一带防御。二十三日革命军决定渡河攻击汉口，当时判断汉口清军兵力约一镇以上。革命军攻击计划：步四协张廷辅向汉口市街攻击；步六协杨载雄向汉口龙王庙登陆，攻击清军左翼，武昌凤凰山炮队支援进攻部队向汉口射击，海军炮舰亦加掩护，设信号于黄鹤楼、凤凰山、大别山等处。九月二十六日渡襄河左岸攻击，进攻时鄂军在左，湘军在右，鄂军因系临时招募，所以毫无作战经验，湘军甚勇，但独力难支，遂告败北。革命军伤亡惨重，计官57人，士兵792人，失山炮18尊，步枪600余支，子弹2300余箱。

　　革命军进攻汉口失败，于是全力固守汉阳，清军因洞悉革命军方面作战实力不强，军令亦不统一，于是大举进攻汉阳。自辛亥年九月二十八日至十月初六，剧战八昼夜，革命军死军官137人，伤85人；士兵死2693人，伤400余人。至十月初七日上午十时，汉阳遂告沦陷。

　　清军之攻汉阳，出动了强大兵力，配以新式德国管退炮若干尊，实力在革命军以上。革命军守汉阳者，为鄂湘两省军队，人数虽在5万人以上，但缺乏作战经验，彼此又不协调，且全用于第一线，所以极感疲乏。汉阳之败并不能怪黄兴一人，可是由于黄兴曾指挥过镇南关之役、河口之役、黄花岗之役，都是功败垂成，遂使人对黄有虽勇而不能战的印象。黄自己亦有年年败北的感慨，其和谭人凤诗有云：“怀锤不遇粤途穷，露布飞传蜀道通，吴楚英豪戈指日，江湖侠气剑如虹；能争汉上为先着，此复神州第一功，愧我年年频败北，马前趋拜敢称雄。”

　　汉阳失陷后，黄兴退到武昌，军政府即召开军事会议，黎元洪主席，请黄报告汉阳战役经过。黄即席演说，对汉阳失败的原因未能详述，但对于未来军事演变，则认为汉口和汉阳已失，武昌难以固守，主张率领鄂湘两军前往攻取南京。黄的主张被军政府多数人反对，参谋范腾霄愤然说：“汉阳既已不守，武昌又拟放弃，试问还有什么能力可以攻取南京，如果湘鄂两军尚可用，则武昌当然可守。”他的话一讲完被大家热烈鼓掌，死守武昌的提议便成为这次会议的决定。其时黎元洪因都督府被炮轰，所以迁往城外卓刀泉办公。黄兴在会议结束后，即偕李书城、汤化龙、胡瑞霖、陈登山和黄中垲等乘轮去上海。武昌方面决定重行布置兵力死守，以邓玉麟、何锡藩两协警备武昌，罗洪升一协守大君山，刘佐龙一协守小君山，王锡龄一营守京口，陈龙章的敢死队守磁基山，标统张廷辅、谢流芳、张杰夫等残部守白沙洲，标统刘廷璧、管带李忠义等守青山。

　　十月初八日，即清军攻克汉阳的第二天，清政府以二等男爵授给冯国璋。

　　汉阳之败，对革命军是一个大打击。可是几天后苏、浙、沪联军攻克南京，使革命活动又见蓬勃。独立各省在上海的代表，认为武昌已在危险中，革命事业必须扩大，乃于十四日集议，决定南京为临时政府所在地，选举黄兴为大元帅，黎元洪为副元帅，即以大元帅组织中华民国政府。这一时期的武昌已经转危为安，倒不是因为武昌有力量固守，而是袁世凯并不想彻底打垮革命势力，幕后原因是独立各省的代表曾于十月十三日开会，通过雷奋、马君武、王正廷所起草的临时政府组织大纲二十一条，且有一个秘密决议，就是倘若袁世凯反正，则公举袁世凯为中华民国临时大总统。袁亦听到这个消息，所以在北洋军可以一鼓作气渡江攻下武昌时，突然刹车，并派代表至武昌谈和。

　　武昌和上海两大革命中心在一开始便发生意见，黄兴对于上海方