1907年9月，孙中山任命洪门党人、同盟会员、壮族起义首领黄明堂为“中华国民军镇南关都督”。镇南关其实是个重要的战略要地，是中越边界的要塞,当时有“第二旅顺口”之称,。12月2日，黄明堂、关仁甫率领乡勇80人，携带快枪42支，从越南潜袭中越边境重镇镇南关。镇南关有四个炮台。黄明堂事前与守炮台的清军取得联系，约订2日由山背间缒绳直入，直取第三炮台。起义军跨越断涧危崖，呐喊而入。守兵百余人略作抵抗，就投降了，第二炮台、第一炮台也相继被革命党人夺得。清军只剩下东边的一个炮台。黄明堂派了40人左右持续攻击，被该炮台的炮火所阻挡。

第二天，孙中山亲率黄兴、胡汉民、日本人池亨吉、法国退职炮兵上尉狄氏等人，从河内出发，乘火车到最后一站同登，走小路步行登山，在当天晚上九点左右到达镇南关。第二天，清军援军开到，发起攻击，孙中山在阵地为伤员包扎，并在法国退役上尉的协助下亲自发炮，竟打得很准，他慨言道：“反对清政府二十余年，此日始得亲发炮击清军耳！”当日下午，清军的巡防统领陆荣廷派一砍柴的妇人持函登台，信里说：“荣廷现虽食清朝俸禄，但以前亦曾统率游勇，专与清兵为敌，此公等所知者。荣廷前以时运不佳，不得已暂时屈身异族，以俟机会。区区此心，尚祈谅之!荣廷初疑公等此次起事，近于轻举妄动，及观争晨炮火之猛烈，乃知有一代豪杰孙逸仙先生为公等画策，无任钦佩。”陆荣廷还说：“荣廷现有众六百余人，随时可以投入麾下，以供驱使。倘荷录用，即请给一确证，俾得知所去就。若至明日，则有清军五百自凭祥开来，后日更有清军二千自龙州开来。事急万分，祈为自重。”

得到这个消息，孙中山便决定回河内筹款筹械，命黄明堂坚守5日，等饷械一到，便进取龙州。当晚，孙中山、黄兴、胡汉民等人下山，半夜到达“文烟”，住在革命党人玛邯家里。后来又乘车回到河内，孙中山开始筹饷购械。有一位法国银行家对孙中山说，愿意为其代募革命军债二千万元巨款，孙中山很高兴，但是银行家又说，第一批的款项要等到革命军攻下龙州以后才能交付。孙中山继续争取，希望能立刻得到一笔钱，但是这位银行家坚决不答应。7日，清政府军机处将失去镇南关的张鸣歧“交部议处”，又命他戴罪立功“即日克复”。清军以4000人的兵力围攻。当夜，曾经向孙中山表示善意的陆荣廷向革命军猛扑，黄明堂坚持数日，枪弹告罄，于8日夜丢弃炮台，率残部退至安南燕子大山。但是清军中有不少人在这个时候还表示可以投降，但是需要得到一大笔钱。他们甚至派出代表到越南跟孙中山谈判，孙中山让他们携带武器投降，等到打下南宁，每人赏银一百元。他们却要求每人在投降之时，就能先得到三十元。对于这个条件，孙中山答应了，但是他没有钱。

清政府已经通过外交渠道向法国政府提出交涉，要求把孙中山驱逐出越南。孙中山在河内的住址甘必达街六十一号，清政府的情报人员已经探知。越南总督便劝告孙中山主动离境。孙中山把粤、桂、滇三省的革命工作交给了黄兴与胡汉民，1908年开会离开了越南，去往新加坡。