进入11月的头一天，清廷任命袁世凯为内阁总理大臣。清军攻陷汉口后，马上围攻汉阳，汉阳保卫战开始。

此前，在冯国璋指挥下，北洋军与起义军激战四昼夜，于11月1日攻陷汉口。冯国璋纵兵烧杀抢掠，从桥口到蔡家巷繁盛之区变成一片废墟，无辜居民死伤甚众。

冯国璋激励他的部队，不难看穿这些人的鄙陋嘴脸，所用口号是“打下汉口，黄金万斗；人人升官，美女抢走”，根子上就是一丝不挂赤裸裸的小流氓心态。

清军占据汉口市街后，则反其道而行之，大肆焚烧，大火五昼夜不熄，烟尘蔽天，火焰遍地，以数十万民众之汉口，一时避敌情急。东边武昌方面，遭敌人射击，而且是武昌之防线，当无渡船可达。仅有西边蔡店方面，虽能由汉水北岸陆路可通，但亦有敌人侧射之危险。唯有直渡汉水过南岸，较为接近。而浮桥虽有数座，仅供军队转移，尚属拥挤不堪，稍一不慎，直落水底。其时渡船虽属不少，但俱是小船，小者容五六人，大者亦仅能容七八人，试问何日可运完？如稍有争上抢下，或站在一边，很容易沉没或倾覆。况且民军一退，敌军即追踪进至汉水北岸，时有枪炮弹落于两岸。当是时，真是尸浮长江，血红汉水，悲惨之状，实非笔墨所能形容于万一。偌大繁华街市，数日之间，付之一炬，仅余遍地灰烬和败瓦颓垣而已。民众生命之牺牲，财产之损失，难以数计。提起清军，令人发指。但在当时民众心里，对革命政府毫无怨言，只一心期望打倒万恶清政府，建立中华民国，为唯一之愿望。

北洋军暴行激起国人极大愤怒，全国各地纷纷通电声讨冯国璋及北洋军的罪行。北洋军开始隔江炮轰武昌，起义军指挥部受到严重威胁。清政府为酬答冯国璋战功，赏给他二等男爵。冯国璋当时不了解袁世凯操纵议和及谋夺政权的底蕴，所以一味主张乘胜进军，以便攻下武昌，扑灭革命。袁世凯担心冯国璋坏其好事，急调段祺瑞接替冯的职务，统率湖北各军，而将冯国璋调任察哈尔特别行政区都统。冯氏返抵北京还未及赴任，又奉命留京统筹京畿防务，兼任禁卫军军统。

11月1日后，战况转激烈，黄兴率领敢死队督战。傍晚清军自王家墩来攻，民军三面布防，右翼首先遭到敌人大炮轰击和机枪压制，渐觉不支，稍后左翼及正面亦被突破。又过一天，清军在刘家花园一带开炮乱射，借以造成心理压力，同时竟在汉口街上四处纵火焚烧，火势凶猛，到傍晚时分，老百姓纷纷出逃。黄兴返武昌与黎元洪会商，因当时起义部队中新兵太多，军官中不少人畏葸不前，再加以举事仓促，民军各队士兵看见死人渐多，恐惧感大增，有的干脆弃枪逃亡。武器方面，民军所用重武器为山炮，北方来的清军所用为退膛炮，火力悬殊大。3日，黎元洪在阅马厂登坛拜将，以一大旗赠与黄兴，上绣“战时总司令黄”。黄兴随后发表演讲，特意强调民军面临的危险性，他指出，若不拼死作战，待敌人攻入我军心脏，后果不堪设想。于是以李书城为司令部参谋长，王孝缜、吴兆麟等人副之，从事汉阳作战计划。拜将次日黄兴率幕僚登上龟山山顶，观测汉口敌方动态。遭敌方炮击，不过炮弹均越过龟山落入后面江中，幸未造成伤亡。