勇前冲。湖广总督瑞激发现总督衙门背后已被包围，便责成新军第八镇统制张彪固守，自己跑到江边的楚豫号兵舰逃命。张彪看到瑞已逃，自己的司令部也被攻破，就带着辎重营逃往汉口刘家庙。
经过一夜的激战，革命党人攻下了湖广总督衙门，占领了武昌全城，武昌起义取得了胜利。
端方、瑞奏，湖北境内粤汉、川汉铁路改归国有，取消商办公司，议定接收路股办法。清廷下诏嘉奖。
10月11日。湖北军政府成立。上午，武昌全城光复后，革命党人聚集在武昌阅马厂湖北省谘议局开会，商议筹组革命政府。当时，孙武受伤住院，刘复基遇害，蒋翊武、刘公逃亡在外。主要领导人不在，参加会议的只有蔡济民、张振武、李作栋、吴兆麟、邓玉麟、李翊东等人。被邀请参加会议的有湖北谘议局议长汤化龙，副议长张国溶、夏寿康，秘书长石山俨，议员胡瑞霖、阮毓崧、沈维周、刘赓藻等。他们来到谘议局后意外地发现革命党人对他们十分尊重，于是表示赞成革命。汤化龙被推举为会议主席，他建议先通电各省，请一致响应。会议决定派蔡济民随刘赓藻寻找清军协统黎元洪，请其出任湖北军政府都督，并以他的名义通电全国。
黎元洪（1864~1928），字宋卿，湖北黄陂人，毕业于北洋水师学堂，在海军服役，甲午中日战争后应张之洞之招，随德国教官训练湖北新军，曾三次赴日本学习军事，由管带、统带升任第二十一协协统，武昌起义前是武昌地区仅次于统制张彪的清军高级军官。他极端仇视革命。10日夜，他亲手杀死两个革命士兵。后看到形势不妙，便到部下一个参谋的家中躲了起来。当革命士兵把他搜出来时，他浑身打颤，身不由己地被带到了谘议局。黎元洪得知要他出任都督，吓得面色惨白，大喊：“我不能胜任，休要害我！”革命党人和立宪派有的婉劝，有的威胁，但黎元洪仍坚决不从。这时，有人拿出一份预先写好的安民告示要黎元洪签署，他用颤抖的声音说：“莫害我，莫害我！”拒不肯签。革命党人李翊东举枪对黎说：“我们不杀你，要你作都督，你还不愿意，再不答应，我就枪毙你！”黎还是不肯签字。李翊东拿起笔来，签了一个“黎”字。当天，《********军政府鄂军都督黎布告》贴遍全城。布告全文如下：
今奉军政府令，告我国民之书：凡我义师到处，尔等不用猜疑。我为救民而起，并非贪功自私。拔尔等出水火，补尔等之创痍。尔等前此受虐，甚于苦海沉迷。只因异族专制，故此弃儿如遗。须知今满政府，并非我家汉儿。纵有冲天义愤，报复竟无所施。我今为民不忍，赫然首举义旗。第一为民除害，与民戮力驰躯。所有汉奸民贼，不许残孽久之，贼昔食我之肉，我今寝彼之皮。有人激于大义，宜速执鞭来归。共图光复事业，汉家中兴立期。建立********，同胞其毋差池。士农工商民众，定必同逐胡儿。军行素有纪律，公平相待不欺。愿我亲爱同胞，一一敬听我词！当天下午还推举了各种执事人员。汤化龙担任总参议，参谋部、民政部、交通部、外交部、庶务部、书记部、军需部等也都成立。革命党人还组成了一个谋略处，有蔡济民、吴醒权、吴兆麟、胡瑛等人担任谋略，处理有关军事等方面的重要问题。当晚谋略处做出了以下几点决定：（一）湖北革命领导机关定名为********军政府湖北都督府，设于武昌谘议局；（二）称中国为********；（三）废除宣统年号，以本年为黄帝纪元四千六百零九年；（四）都督用黎元洪名义布告地方及通电全国；（五）革命军旗为十八星旗。建立谋略处说明革命党人打算建立领导核心，但这个领导核心一开始就具有临时的性质。与布告同时发出的还有刑赏令，规定买卖不公者斩，扰乱商务者斩，奸虏烧杀者斩，邀约罢市者斩等各项纪律。
孙中山抵达美国科罗拉多州之丹佛市，译黄兴来电：“居正由武昌到港，报告新军必动，请速汇款应急。”孙中山因无法筹得款项，欲复电令居正勿发动起义，但因故迟未发出，不久孙中山接电报，知武昌已为革命军占领。
清廷嘉奖瑞弭患初萌，定乱俄顷，并命严刑拷问被捕革命党人，缉捕逃亡。
10月12日。湖北军政府通电全国。清晨，革命党人以黎元洪的名义通电全国，宣告武昌光复。还以黎元洪的名义发出了《布告全国电》、《宣布满清罪状檄）、《告汉族同胞之为满洲将士者》、《檄各督抚电》、《免税公告》、《谕湖北各府州县政务及自治公所电》、《通告城镇乡自治职员电》、《通告各省城镇乡地方巡警电》等许多电文。这些电文完整宣布了湖北军政府的对内政策：（一）清政府是全国人民的公敌；（二）革命的目标是要建立共和政体；（三）革命政府将减轻人民所承担的苛捐赋税；（四）确保一切有产者的财产。