刘公本是襄阳一富家子弟，共进会就是他1907年留学日本时在东京青凤亭发起成立的。他与共进会成员当时曾筹划发动全国起义，甚至推定了各省领导起义的人选：广东都督是聂荆，广西都督是刘玉山，江西都督是邓文翚，湖南都督是焦达峰，四川都督是何其义，安徽都督是孙作舟，江苏都督是傅亦僧，河南都督是罗俗，湖北都督便是他自己。可是刘公因身体欠佳，回国后一直患病，只好呆在老家养病。至辛亥年夏，孙武特派人到襄阳邀他到武汉主持革命大计。刘公应邀，即携家中为他冲喜而新纳的爱妾一同来到武汉。到汉后，由于身体尚未痊愈，刘公便把爱妾留在汉口，自己只身住在武昌雄楚楼十号共进会员杨玉如家继续休养。然而，他的父亲见他到了武汉，总想着要他早日得个一官半职，好光耀门庭。于是忍痛卖了几百石谷子，凑足五千两银子，好让他捐纳一名道台，以为日后进身之阶。谁知刘公却把这五千两银子的汇票如数交给孙武，以作革命经费之用。因此，刘公在党人中享有很高的威望。
见文学社的主要负责人蒋翊武也如此推重自己，刘公正要发话。可是共进会员、新军工程第八营后队正目熊秉坤这时拍案大声疾呼：“我多次向诸位负责任者进谏，湖北党人要实现孙中山的反清大计，必须要联合，必须要首先在军界起事，否则将一事无成。孙中山为反满清辛苦奔走几十年，如今他把希望寄托在湖北革命党人身上，我们绝不能畏首畏尾。只要各革命团体大联合，用铁的坚强和不怕流血牺牲的铁血精神，就能早日实现孙中山的反清大计。”
熊秉坤的这番话使全体到会者深有同感，蒋翊武听了，亦甚为折服，即说：“此话说得不错。我们现在要紧的是要有起义总机关，方可保证胜利。故决定成立起义总指挥部，请诸位推荐人选。”
刘复基这时说：“军事之事，有赖在军同志，总指挥部负责人拟推同志蒋翊武担任为要。”
于是，会众公推蒋翊武为湖北革命军总指挥，王宪章为副指挥，孙武为参谋长，张廷辅、蔡济民、刘复基、彭楚藩等十二人为军事筹备员。
总指挥部负责人确定后，蒋翊武接着部署全省军事。他说：“如武昌起义发动，当同时发动各处同志响应。我意以唐牺之负责宜昌军事，与赴川清军中的曹子青等同志联络占领荆州、宜昌；以黄维汉、章裕坤负责占领襄樊。因我本人将调防岳州，总指挥的工作可由王宪章、刘复基代理，并请刘复基常驻总指挥部办事。”
刘复基闻言后即表示：“我常驻总指挥部办事不成问题，不过总指挥部暂应是一绝密机关，宜设在安全处。”
“文学社总机关在武昌小朝街八十五号，地僻且安全，总指挥部就设在此处怎样？”蒋翊武问道。刘复基觉得小朝街较为安全，即表示同意。
刘复基任代理总指挥、在小朝街设立总指挥部后，又在汉口设立政治筹备处，以刘公为总理，孙武等为常驻政治筹备员，他自己与居正、胡瑛等十八人为政治筹备员。同时，他又让居正到上海迎黄兴、宋教仁、谭人凤到湖北主持起义大计。为加紧准备，刘复基与刘公昼夜草拟文告，制作旗帜、符号，还亲自试造炸弹，绘制武昌街道图，部署起义军事方略。9月24日，他再次召集两会负责人在武昌胭脂巷秘密会议，决定统编部队，以蒋翊武为总司令，孙武为参谋长，在农历中秋节（公历10月6日）这天起义，并通知湖南革命党人焦达峰即时响应。
鄂督瑞瀓获知新军中党人众多，心中恐慌。
危难时刻，小小正目熊秉坤打响了起义第一枪
刘复基开会布置起义后不久，汉口各报纸便开始广载八月十五中秋节杀鞑子的史话，一时间群情波动，清吏心惶意乱。恰在这时，驻南湖炮队三营八标的一群士兵因吃酒与棚长冲突，差点引发暴动，以至中秋节起义计划被侦知。湖广总督瑞瀓为了防范，令新军提前在八月十四过中秋节。到了八月十五这天，第八镇统制张彪、第二十一混成协统领黎元洪下令实行特别戒严，各营士兵一律禁止外出，使得总指挥部的中秋节起义计划未能按时实行。
中秋节后的第三日，回到武昌的蒋翊武、刘复基再次召集各标营的同志开会，讨论起义事宜，并拟定了起义后临时政府组成人员名单。不巧的是，当天傍晚孙武等人在汉口俄租界宝善里十四号机关部装配炸弹时发生爆炸。孙武被炸伤送往法租界医院后，俄国巡捕赶来搜查，将机关部的党人名册、印章、起义旗帜等统统抄走。瑞瀓得知党人准备起事，急令紧闭四城，并飞调巡防营大肆搜捕。
刘复基见事已危急，便对蒋翊武说：“巡防营四处搜捕，必定事出有因。与其坐而被捕，不如及时起义，休管成败利钝。我看黄兴来信建议将起义日期推至10月底，与十一省同时发难，已不可能。”正说间，邓玉麟等赶来报告宝善里失事的消息，并转告孙武在入院路上的意见：“名册被抄，党人均有被捕的危险，起义日期万难再延，希当晚即发动。”蒋翊武得报，便以临时总司令名义决定在当夜午时发动起义，以南湖炮队八标鸣炮为号。起义命令下达后，党人杨洪胜奉命往各营运送子弹，行至工程第八营营门口时被发觉，他扔出炸弹炸死了追捕者得以逃脱，但回宿舍后却失手被炸弹炸伤而被捕。
这时，小朝街的起义总指挥部址也被瑞瀓所派的侦探侦悉，而蒋翊武、刘复基、彭楚藩却正在此等候发难信息，可是等到午夜将过，也听不到鸣号炮声。原来，传达起义号令的邓玉麟走至中和门时，城门已闭，不得出城，南湖炮队根本未接到起义的命令。蒋翊武等人正等得心急火燎时，不意大队清兵急奔总指挥部而来。刘复基见了，要他人赶快跳窗逃走，自己则手执炸弹冲往楼下。但他掷出的炸弹并未爆炸，故清兵一拥而上将他捕了去。蒋翊武因蓄长辫着长衫，状如乡村学究，从楼窗跳下后，乘清兵不注意竟得以逃脱。刘复基、彭楚藩及诸办事人员二十多人被捕后，即被解往督署。瑞瀓差人连夜提审，庭上刘复基、彭楚藩与杨洪胜三人大义不屈，于10月10日拂晓即被杀害于督署门外。临刑时，三人齐声大呼：“孙中山及未死同志万岁！万岁！”行刑者听了，也止不住流泪。
总督瑞瀓杀戮刘复基等人后，立即按搜出的名册清查军营中的党人。他见人数众多，甚是恐慌，感到不便下手，就特令戒严，命各标营封锁门营，不准士兵出入，并就地集合队伍，宣布如有附和革命者，杀无赦。各标营中的革命党人虽见情势危急，但想发难以死中求生却又无人领头。各营散队用早饭时，工程第八营后队正目熊秉坤见未有官长在场，便灵机一动，与党人金兆龙密召各队党人代表商议。他在面议时谎称：“今早奉总机关命令，责我工程营首先发难，其原因即军械库在我营辖区。如各标响应，亦必到军械库领取子弹方可。我营不先动手，别营不能举动。”众人听了此言，除一人赞同外，其余都有顾虑。熊秉坤这时厉声说：“我辈平时接受革命，为的是发扬铁血精神，实现孙中山的反清大计。为何事至今日，怕死徒然。我们名册昨已搜去，按名捕拿，将及我辈。与其坐而待其捕杀，不如奋起一击。反也死，不反也死，我辈要死，死则重于泰山。况死中求生，亦未必不能一举而成功，遂我辈平素革命大愿。”众党人听了这番话，感到言之有理，都表示赞成，并决定下午三时发难。由于没有子弹，熊秉坤约定以枪刺杀长官。
凑巧的是，这天上午恰好由熊秉坤的一棚接岗，人人可以带枪。二棚党人吕功超见一棚有了枪，便悄悄来告，说自己家里藏有子弹二盒，说罢即回家将子弹取回。这时，又有同志来说棚长有子弹四盒，可将其偷取来用。这样，到手的子弹一共有六盒一百五十发。熊秉坤大喜，说：“这已足够了！”他让金兆龙将这六盒子弹分发各同志，又叫人偷来腰牌两块，交他人一块，自己佩带一块，冒着倾盆大雨往各营通知起义发动时间。
布置完毕后，不料总督府突然取消晚操。熊秉坤当机决定将举事时间推至当晚七时，以鸣枪为号，并急告各标营代表。待夜暮降临，一向敌视革命的棚长陶启胜查棚时见金兆龙臂缠白布，便大声喝道：“你要造反？”金兆龙亦大声回答：“老子就造反，你将怎么样？”两人随即扭打起来，金兆龙向众士兵大喊：“再不动手，更待何时！”在近旁的程正瀛即以枪猛击陶头部，陶负痛急逃，程正瀛便向他开了一枪。熊秉坤赶来，也向陶开了一枪，将其击毙。击毙程正瀛后，熊秉坤对空连发三枪，发出了发难的信号。这时，八营代理管带阮荣发等人试图镇压，熊秉坤与同志将他们一齐击毙。随之，他指挥众人撬开军械库房，可是仅得军刀十二把。再到军需房，捣开铁锁，却只有龙洋官票数百。熊秉坤担心有人抢钱，造成混乱，便点火把它们烧了。接着，他急吹口哨，带领四十余名士兵直奔楚望台，夺取了军械库。起义得手后，熊秉坤即以总代表名义，宣布起义部队为湖北革命军，并发布了十条命令。
工程第八营起义后，驻塘角的炮队十一营、工程十一营及辎重十一营士兵也紧接着发难，他们放火烧了营房后，在总代表余凤斋率领下亦向楚望台奔去，与差不多同时到达那里的第二十九标、三十标的起义士兵及测绘学堂的学生汇合。这时，起义士兵已有两千人，全都赶到楚望台领取弹药。熊秉坤为维持秩序，向众官兵严明军纪，阐明起义是实现孙中山反清大计的宗旨，呼吁各方响应。面对群情激奋的起义军，他深怕自己在军中职位太低而难于调遣部队，便推举曾参加过日知会的工程八营左队队官吴兆麟为临时总指挥，自己任参谋长，兵分三路攻打总督署。由代表蔡济民等人带领第二十九标从保安门方向进攻；由代表单道康等率第三十二标从保安门入城协同第二十九标侧攻；由代表阙龙和廖湘云率第四十一标第二营和第三营从长街协攻。
总督府旗杆上换上了五色旗
湖广总督瑞瀓闻城内枪声大作，断定已发生兵变，便急召第八镇统制张彪商议对策。可是当张彪用电话调兵时，除辎重第八营奉命外，其他各标营已无人答应。瑞瀓见状慌了手脚，只得命张彪指挥卫队上城防守总督府，命第八营分守各个街口作最后顽抗。当三路义军奋勇冲锋至总督府附近时，张彪的指挥卫队凭借总督府墙高城厚，进行猛烈反击。冲在前面的第三十标和第四十一标在卫队的猛烈扫射下伤亡惨重，阙龙在指挥时亦被卫队击伤，但他犹力战不退。义军在反复冲锋后，伤亡过半，最后败下阵去。张彪见状，便下令署外的各队清军乘势反击，想四下夹攻，一举消灭义军。熊秉坤见势不妙，便挑选四十名勇士组成敢死队，接替第一路人马继续攻打总督府正门。临阵前他吩咐吴兆麟：将原一路和二路剩余兵力合在一处，到总督府后面堵住敌人；加强各路口的把守兵力，奋力将突进来的清军击退；速将南湖炮队接进城内，火速占领中和门和蛇山制高点，炮击总督府，配合进攻义军在天亮前将其攻克，否则义军将被围歼，反清大业将功亏一篑。吩咐完毕，熊秉坤即率领敢死队消失在硝烟中。
吴兆麟见熊秉坤调度有方，精神为之一振，即按其吩咐行事，并急传令已进据蛇山和中和门的炮队用炮火助战。但炮队因天空漆黑，所发炮弹难以命中敌人，便传令进攻部队点火照明目标。阙龙接令后，即命部下纵火焚烧督署前的钟鼓亭。居民见义军打总督署，主动找来引火木材和桐油。钟鼓亭点燃后，顿时光焰烛天。炮队看清目标，便向总督署和第八镇司令部连连发炮。各路义军则乘势进击，攻占第八镇司令部后，开始向总督署逼近。
熊秉坤率领四十名勇士冲到总督府对面的马路边时，见城头上机关枪仍在猛烈扫射，便差人把总督府通往外面的电线割断，接着命赵道兴、纪鸿钧各领三人带着煤油、破布与火柴，绕至总督府西门和东门点火，自己则向正门佯攻掩护。当城头守军与熊秉坤所率的敢死队接战时，赵道兴等人已冲到总督府西门房，将点燃的破布投入房内。不多时，房内烟火升起。张彪见了，亲自率兵扑来，击倒赵道兴等人，扑灭了大火。熊秉坤见西门点火失败，便将佯攻变成真攻，率众直逼总督府头道衙门。张彪见了，急令一队清军出西门房上马路，绕到敢死队后面想将其围歼。但敢死队早已把生死置之度外，他们以强大火力压倒出署门之敌。张彪怕中计，慌忙将冲出署门的清军撤回防守衙门。这时，他发现有人快要接近东门房，便用火力封锁，使纪鸿钧等四人中弹倒地。熊秉坤见了，即带人向衙门大门猛冲。敌人的火力被吸引过去后，身中两弹、唯一负伤未死的纪鸿钧不顾流血剧痛，拿着煤油、破布和火柴顽强地向东门房爬去，最后一跃而起，将整桶煤油倒在自己身上擦火柴点燃，口中高呼着“革命党人冲啊”，一头冲到东门房大门前，拉响了怀中炸弹。伴随着一声巨响，东门房被炸开，一股浓烟冲天而起。熊秉坤见状，眼含热泪高喊着：“为死难的革命党人报仇，冲啊！”众人跟在他身后，从缺口处冲进了头道衙门。张彪见头道衙门被攻破，即退入第二道衙门，并迅速调来四挺机关枪加强抗阻。
在蛇山的炮队见总督府起火，即定位发炮，恰好首发的一枚炮弹击中瑞瀓的龙案，把坐镇指挥的瑞瀓掀了个四脚朝天。他忍痛爬了起来，急令左右快去调回张彪。张彪接到命令，只好让全部人马撤至衙门内，保护瑞瀓。这时，吴兆麟率领大队人马赶来增援，熊秉坤即令全体官兵猛攻内衙，又派兵围困总督府。张彪只听见外面杀声震天，好像义军已从四面八方围拢过来，便急忙吩咐差弁在总督署的后围墙上凿开一洞，带着一排卫队拥护着总督瑞瀓钻洞而出，沿墙后小路来到江边，逃入停泊在那里的楚豫兵舰。
起义军占领督署后，万众欢腾。熊秉坤与吴兆麟即命人挂出革命党人的旗帜。阙龙领命，不顾身负有伤，亲自下了督署前的龙旗，换上了革命党人事先准备好的五色旗。义军诸将士见了，顿时雀跃欢呼。
在进攻总督署的三路义军获得胜利的同时，其他各路义军也先后得手并参加了举事。代表余凤斋指挥工程、辎重营士兵攻破武胜门，代表江国光率领第三十一标夺守宾阳门和忠孝门。在城外的马队八标闻城内枪炮声大作，迅即在代表徐国钧的率领下入城，负责巡逻各城门，来回传递战报。测绘学堂的学生在楚望台领得了枪械，即协助驻守楚望台和通湘门。至11日黎明时分，武昌城内各官衙、各城门均被革命党人控制。为欢庆武昌首义的胜利，革命党人特在蛇山上黄鹤楼悬挂起一面醒目的十八星旗。