1911年10月9日，革命团体共进会的负责人孙武在汉口俄租界宝善里配制炸弹，不慎引起爆炸。俄国巡捕赶到，搜走了革命党人的名册、旗帜和印信。湖广总督瑞澂随即下令全城搜捕，10日凌晨，彭楚藩、刘复基、杨洪胜三人在督署前被杀。名册落入官府之手，新军中的革命党人人人自危，只能提前起事。
武昌起义
10月10日晚，驻武昌城内的新军工程第八营士兵首先发难，夺取了楚望台军械库，随后城内外的新军各营陆续响应，连夜进攻湖广总督署。瑞澂从督署后墙逃出，登上停在江中的楚豫舰。到11日上午，武昌全城已在起义军控制之下。
起义的发动者是文学社和共进会在新军中的基层成员，这两个团体的领导人或受伤、或被捕、或在外地，起义后一时找不到有声望的人出面。士兵们推举新军第二十一混成协协统黎元洪为都督。黎元洪起初并不情愿，民间流传他被人从床下拖出来的说法，细节已难考实。11日，湖北军政府在湖北谘议局大楼成立，这座红砖楼房后来被称为「红楼」。军政府打出十八星旗，通电各省，宣布废除宣统年号，改用黄帝纪年。
11日夜和12日，汉阳、汉口相继光复。此后一个多月里，湖南、陕西、江西、山西、云南、上海、江苏、浙江、广东等省区先后宣布独立。
阳夏之战
清政府起用袁世凯，派冯国璋率北洋军南下。10月下旬，北洋军从汉口北面进攻，民军在汉口市区抵抗。11月初，汉口失守，北洋军为驱逐民军，在市区纵火，大火延烧数日，汉口的华界街市大片被毁。
黄兴于10月底到达武汉，出任战时总司令，指挥汉阳防守。11月27日，汉阳失守，黄兴离开武汉。北洋军隔江炮击武昌，袁世凯没有下令渡江，转而通过英国驻汉口领事居间，与湖北军政府商定停战。南北议和随之在上海展开，最终以清帝退位、袁世凯出任临时大总统告终。
1912年4月，孙中山辞去临时大总统后到武汉访问，与黎元洪会面，并参观了阳夏之战的战地。黎元洪此后当选副总统，兼领湖北都督，长期坐镇武昌，直到1913年底被袁世凯召往北京。武昌起义的日子10月10日，在民国时期定为国庆日，称「双十节」。
1927年的武汉国民政府
十五年后，武汉再次成为全国政治的中心。1926年7月，国民革命军从广州出师北伐，进入湖南后沿粤汉铁路北上。8月下旬，第四军在汀泗桥、贺胜桥两次击败吴佩孚的主力，叶挺独立团在这两仗中表现突出。9月初，北伐军攻占汉阳、汉口，10月10日攻下被围四十天的武昌城。12月，部分国民党中央执行委员和国民政府委员到达武汉，组成临时联席会议；1927年1月1日，国民政府宣布在武汉办公，武昌、汉口、汉阳三镇合为京兆区，定名武汉。
国民政府设在汉口的南洋大楼，这座大楼原是南洋兄弟烟草公司的办公楼。苏联顾问鲍罗廷（Mikhail Borodin）在武汉有很大的影响力。1927年3月，国民党二届三中全会在汉口召开，通过了一系列限制蒋介石个人权力的决议；4月，汪精卫从欧洲回国后来到武汉，成为武汉国民政府的主要领导人。宋庆龄、邓演达、徐谦、孙科等人都在武汉。共产党人在武汉的政府和群众组织中担任许多职务，工会、农会和妇女协会的活动十分活跃。1927年初，中央军事政治学校武汉分校在武昌开办，这所黄埔军校的分校第一次招收了女学员，作家谢冰莹就是其中之一。
收回英租界
1927年1月3日，汉口民众在江汉关附近集会，庆祝北伐胜利和国民政府迁汉。英国水兵上岸驱散人群，用刺刀刺伤多人，致一人死亡，引起武汉各界强烈抗议。此后几天，大批群众进入英租界，英方撤走水兵和巡捕，租界由国民政府接管。几天后，九江也发生了类似的事件。
武汉国民政府外交部长陈友仁随即与英国代表欧马利（Owen O'Malley）谈判，2月19日签订协定，英国正式交还汉口英租界，九江英租界也随后交还。这是中国政府第一次通过谈判，从英国手中收回租界。
分共
1927年4月12日，蒋介石在上海清党，4月18日在南京另立国民政府，与武汉形成对峙。南京方面对武汉实行经济封锁，长江下游的货物和资金不再流入，许多外商和华商停业，工人大批失业。武汉政府为防止现银外流，下令集中现金，禁止银元出境，市面更加困难。
5月，驻宜昌的夏斗寅部叛变，进逼武昌；5月21日，驻长沙的许克祥部袭击湖南的工会和农会，史称马日事变。武汉政府内部对工农运动的分歧日益公开。7月15日，汪精卫主持的国民党中央常务委员会通过决议，宣布与共产党分离，史称七一五分共。此后武汉开始逮捕和处决共产党人，鲍罗廷等苏联顾问回国。
8月7日，中共中央在汉口原俄租界三教街的一处寓所召开紧急会议，即八七会议，确定了土地革命和武装反抗国民党的方针。9月，武汉与南京的国民党合流，武汉国民政府结束。1928年5月1日，中共湖北省委宣传部长向警予在汉口余记里刑场就义。
年表
- 1911年10月9日 宝善里炸弹意外爆炸。
- 1911年10月10日 武昌起义。
- 1911年10月11日 湖北军政府成立，黎元洪任都督。
- 1911年11月 汉口失守，市区遭焚；11月27日汉阳失守。
- 1926年10月10日 北伐军攻克武昌。
- 1927年1月1日 国民政府在武汉办公。
- 1927年1月3日 汉口一·三事件；2月19日收回英租界协定签订。
- 1927年7月15日 汪精卫宣布分共。
- 1927年8月7日 八七会议在汉口召开。
