各省光复
武昌首义，震动全国。各阶层人民纷起响应，各省相继脱离清政府并建立地方共和政权，革命运动达到高潮。
首先响应的是湖南。在中国近代历史上，湖南是革命风潮屡起的省份之一。自光绪三十年（1904）华兴会长沙起义失败，经萍浏醴之役，湘省革命党人活动始终未断。共进会成立后，浏阳人焦达峰受命由日本回湘，在浏阳、醴陵一带发动会党，又由陈作新等联络新军和巡防营，革命准备逐渐成熟。黄花岗之役后，湘鄂两省革命党人约定：“中国革命以两湖为主动，如湖北首先起义，则湖南即日响应，湖南首先起义，则湖北即日响应”。从此湘省党人决定将全省分西、中、南三路加紧筹备工作，并在长沙设立各种名义的联络机关多处。武昌起义消息传来，新军士兵均欲即刻响应。宣统三年九月初一（1911年10月22日）晨，焦达峰、陈作新集合长沙城外新军，分两路进攻长沙。清军不战而溃，巡抚余诚格逃走，清军中路巡防营统领黄忠浩被击毙；革命军当天即占领长沙。
苏州忠王府戏台第二天，湖南军政府成立，焦达峰、陈作新被举为正副都督，原湖南谘议局议长谭延闽任参议院议长。之后，焦达峰立即派出西、南两路招抚使，分赴全省各地，发动起义，成立革命政权；派湘军赴湖北支援首义地区。但旧官僚、立宪派不甘心让革命党人充任正副都督，他们首先利用参议院攫取军政府实权，规定：“参议院规划民、军全局、行政一切用人事宜”，“都督之命令，必经本院决定，加盖戳印，请都督盖印，由本院发交各部执行”。接着又仿照湖北军政府办法，实行军民分治，在都督之下分设军政、民政两部，其部长及所属司、处负责人员，多为立宪派所掌握，正副都督则形同虚设。对此，有人提醒焦、陈要提高警觉，陈作新等人却天真地以为：“今日复见汉官威仪，如家人聚首，何戒备之有”？在立宪派面前完全解除了武装。而立宪派则进一步收买旧军官梅馨及部分士兵于九月初十（10月31日）发动暴乱，先后杀死陈作新和焦达峰，拥谭延间为都督。湖南政权完全为立宪派所控制。
陕西与湖南同时起义。陕西同盟会员井勿幕等人在省内活动多年，许多新军士兵加入同盟会，势力遍及全省的哥老会也与革命党人联成一气。武昌起义消息传来，新军排长党人钱鼎等以时机迫切，密议于九月初一（10月22日）起事，推协参谋兼三标一营管带同盟会员张凤翔任指挥。张认为“即已举事，当先发制人。不宜缓至天晚也”。遂各回本营，先使人改换便装，散布城内要地。当天上午十一时，起义正式发动。新军党人党仲昭等带马步兵十余人以领子弹为名，由西安南门入城，分两路直趋军装局；钱鼎等由西门入城，至陆军中学堂，收其枪械；张凤翔率队入城，为夺取军装局各部之应援。起义军甫到军装局，守兵即逃散。接着起义军分头占领各官署和鼓楼，护理巡抚钱能训和其他官吏逃至市民家藏匿，西安将军文瑞逃进满城。次日黎明，义军猛攻满城，下午三时城破，文瑞投井自杀，西安光复。初一晚，革命军领导人集中军装局，选举张凤翔和钱鼎为全陕复汉军大统领和副统领（后改称军政府正、副都督），成立陕西军政府。陕西独立，使清政府背后受敌，因此，立即受到清军东西两路进攻。革命军为保卫新政权，与清军展开激战，直到南北议和开始，战斗才告结束。
九江独立是为江西起义先声。初，革命党人林森曾在此创办书报社，宣传革命，联络军、学界、商团和会党。武昌起义后，九江一夕数惊，革命党人积极运动九江驻军五十三标将士起义。标统马毓宝本无革命思想，但在形势促使和党人劝诱下，附和革命。九月初二（10月23日）晚，九江城内各营新军以发炮为号，进攻九江道衙门和知府衙门，各官员狼狈逃走。次日，九江军政分府成立，推马毓宝为都督。这时南昌革命党人也正加紧运动城内驻军二十七混成协官兵。武昌、九江独立消息传到南昌，各报刊纷纷报导，各界人士制备白旗，准备迎接革命军；新军和学生筹划响应。巡抚冯汝骥战守不定，一面调巡防营监视新军，一面收缴陆军小学枪弹，软禁协统吴介璋。但在党人鼓动下，新军下级军官集会决定起义。九月初十（10月31日）晚，城外新军在城内学生响应下，进入南昌城，迅速占领各衙门。除冯汝骙外，清吏均闻风逃避，城守、巡防和水师挂白旗归顺。次日南昌绅商学界在谘议局集会，决定江西独立，推吴介璋为都督。后因部分军官暗中倒阁，吴介璋上台两月即告辞职，党人彭程万被推为都督。彭本身无实力，不久便自动取消都督名义，率军北伐，并劝说各方拥护九江马毓宝任江西都督，统一军政。
同盟会成立后，山西留日学生一百余人入盟，组成同盟会山西支部。他们陆续回归省城，即深入新军开展革命工作。太原新军第四十三混成协共两标四千余人，八十六标驻城内，同盟会员阎锡山任标统；八十五标驻城外狄村，除标统外，中级军官多为革命分子。武昌起义和陕西独立后，革命党人准备响应。清山西巡抚陆钟琦即怕陕西革命军来攻，又担心太原新军起义，于是以防止陕西革命军入晋为借口，调八十五标去扼守河东。新军党人乘机要求陆准予配备子弹，否则难于应命。陆被迫答应新军条件。得到子弹后，八十五标士兵在三营管带姚维藩率领下，于九月初八，（10月29日）晨分三路进攻太原，一路进攻巡抚衙门，一路攻满城，一路夺取军装局。城内陆军小学堂学生及八十六标部分官兵起而响应。第一路革命军，经激战，击溃抚署卫队，毙陆钟琦和协统谭振德，满城和军装局也速被革命军占领。不到半日太原即告光复。当天，起义领导人和各界代表在省谘议局集会，推阎锡山为都督，陆军小学堂监督、同盟会员温寿泉为副都督；姚维藩以起义首功被推为全省总司令，并立即率兵进驻娘子关，以防清军进攻。
武昌起义消息传到云南，革命党人极为振奋。九月初六（10月27日），哥老会首领、同盟会员张文光首先发动新军七十六标和当地防营，在腾越起义，战领腾越城。三天后省城昆明亦点燃革命烽火。自光绪三十四年三月（1908年4月）底河口起义失败，革命党人李根源、罗佩金等相继回滇，深入新军发动革命。宣统三年（1911）新军大部分已倾向革命。武昌起义后，党人邀集一些军官在营管带唐继尧住宅集会，举梁启超的学生、第三十七协协统蔡锷为总指挥。九月初九（10月30日）晚，第七十三标第三营首先在驻地北校场发难，然后进入昆明城，攻军械局，不克。清军据五华山顽抗，战斗异常激烈。次日，炮兵助战，革命军遂先后占领军械局和督署。当日，蔡锷被选为云南都督，各级军官分任要职，而多数同盟会员却以“不居功就大任”自慰。
上海起义，是同盟会和光复会两大团体党人共同发动的。宣统三年同盟会中部总会成立，同盟会员陈其美等在上海租界设立革命军事总机关，积极联络商会、商团上层领导人，准备起义。在此期间，光复会员湘人李燮和来到上海，利用沪军营、制造局、炮台营官兵多为湘籍同乡关系，进行联络，并与陈其美约，双方携手合作。九月十三日（11月3日）下午，起义军先后占领闸北巡警局和巡警总局，各处巡警、商团、防营随即响应，唯有制造局总办张士珩在负隅顽抗。陈其美率部分商团围攻制造局，且只身入内劝说张投降，结果反被张扣押。李燮和等闻讯即组织起义军连夜进攻。次日黎明，驻局炮兵反正，制造局被起义军占领，上海光复。十五日（5日）下午，在光复会员缺席情况下，召开都督选举会，陈其美亲信利用帮会势力，推陈为上海都督，光复会员在军政府中未得到任何职务，李燮和沪军总司令一职反被解除，因而使同盟会、光复会二者之间原有矛盾进一步加深。
上海独立在江苏省会苏州引起震动。早在阳夏战争期间，当地立宪派就曾多次酝酿江苏独立。上海脱离清政府，使江苏失去最大商埠、海口和军火供应地，于是苏州各界遂立即行动起来。九月十五日（11月5日）苏州商务总会总理尤先甲等谒见江苏巡抚程德全，“请其保全地方治安，免致生灵涂炭”。当天夜晚，上海民军五十余人抵苏，在城郊与驻苏新军士兵会合。次日，苏州绅商又同程德全密议；同时新军马、步、辎重队也一律袖缠白布，直达巡院，要求程反正。程表示“值此无可如何之际，此举未始不赞成”。于是在督署旗杆上升起“中华民国军政府江苏都督府兴汉安民”旗，令人用竹竿将大堂之檐瓦挑去几片，以示除旧布新；巡抚程德全改称都督，立宪派头面人物张謇任民政总长。江苏和平光复。
贵州起义是自治学社发动的。自治学社是爱国知识分子张伯麟于光绪三十三年十一月（1907年12月）创立，初期以“赞助地方自治”为名，进行合法活动。宣统二年（1910），同盟会员平刚回到贵州，与张伯麟协商整顿革命力量，预备起事。从此自治学社积极在新军、省陆军小学堂和会党中发展革命力量。宣统三年（1911），它在全省建立分会达五十余个，会员人数十万多人，省谘议局及各府州县“自治”机构均为所控制。九月十三日（11月3日），新军和陆小学生在贵阳城外发动起义。巡抚沈瑜庆闻讯命抚署卫队前往弹压，然卫队管带及其部下均已臂缠白布，表示赞同革命，沈见无可挽救，遂承认贵州独立。次日晨，党人黄泽霖等迎新军人城。当日贵州军政府成立，推陆军小学堂教练官杨尽诚为都督，新军队官赵德全为副都督，张伯麟为枢密院院长。
浙江是光复会主要活动场所，同盟会在此也经营多年，所以有很多会党群众和新军士兵参加这两个组织。武昌起义后，浙江党人决定响应。九月十四日（11月4日）晚，驻杭州新军八十一标、八十二标，会党群众以及从上海派来支援之敢死队，共同攻打杭城，抚署、军械局均迅速被占领，巡抚增韫被俘。次日，革命军攻满城，清将军德济降。接着，起义领导者在省谘议局集会，同盟会员褚辅成提议推举立宪派首领、前省谘议局议长汤寿潜为都督，获多数人同意。上海、江苏、浙江独立后，革命党人即组织江浙联军向两江总督所在地、长江重镇南京发动进攻。此前新军第九镇统制徐绍桢因对两江总督张人骏不满，又看到士兵群众革命情绪高涨，故于九月十八日（11月8日）率部起义进攻南京，战不利，败退镇江。江浙联军组成后即与徐绍桢军会合，计一万余人，以徐为联军总司令。十月初三（11月23日），联军分四路进攻南京，江防营提督张勋等率清军拼死抵抗，苦战数日，双方伤亡以百计。十一日（12月1日），联军夺得紫金山，炮轰城内清军，总督张人骏、江宁将军铁良连夜潜逃，张勋带残兵出走徐州。十二日（2日）城内清军投降，革命军占领南京。十三日（3日），根据宋教仁提议，江苏都督府由苏州移驻南京，仍以程德全为都督。
广西革命党人在新军和绿林中活动多年。武昌起义后，即酝酿在各地分头起义。清巡抚沈秉垄、布政使王芝祥以及谘议局诸议员，深感广西独立已是大势所趋，无可挽回，故决定抢在革命党发难之前，率先采取行动。九月十六日（11月6日）夜间，王芝祥请人制作数百面黄旗，上书“大汉广西全省国民恭请沈都督独立，广西前途万岁”等字，天明前分别树立于各街巷及衙门。十七日（7日），各界在谘议局开会，公推沈秉堃为都督，王芝祥和广西提督陆荣廷为副都督，原巡抚衙门改为军政府。谘议局改为议院，原有军队一律改为国民军，各行政机关及税制暂仍照旧。
安徽自光绪三十三年（1907）徐锡麟起义和三十四年（1908）熊成基起义失败后，党人孙毓筠等在新军和农村中继续活动，革命影响日益扩大。武昌起义后，党人曾于九月初九（10月30日）在省城安庆发动新军起义，遭到失败，新军也被巡抚朱家宝解散。但鉴于省内外革命形势迅速发展，立宪派决定请朱家宝主动宣布独立并出任都督。朱初不肯答应，后接袁世凯嘱他顺应时势，静候变化之密电，遂于九月十八日（11月8日）宣布安徽独立，就任都督。但革命党人于二十一日（11日）选王天培为都督，遭立宪派坚决反对，十月二十二日（12月12日），确定同盟会员孙毓筠为都督。
广东同安徽情况相近。黄花岗之役后，大部分革命党人离开广州。鉴于一时较难在省城发动大规模起义，党人决定先在广州外围地区举义。处于四面楚歌中的清广东当局内部发生分化：水师提督李准秘密同党人谈判，“立意反正”；两广总督张鸣岐犹疑观望；清军统制龙济光无可奈何。于是立宪派和部分革命党人决定“和平独立”。九月十八日（11月8日），传闻各地革命军即将开到省城，上层人物急派代表与张鸣岐所委之代表会谈，决定广东独立，举张为都督，龙济光为副都督。但次日张鸣岐潜逃香港，龙亦不肯就任，广州绅商只好推清军协统蒋尊簋为临时都督。二十日（10日），顺德、佛山及广州近郊民军四五千人进入广州城，著名党人胡汉民同时从香港到达，即被选为都督，后又选陈炯明为副都督。
光绪三十二年（1906）同盟会福建支部建立，宣统三年（1911）党人又在福州成立军警特别同盟会，各地哥老会和军警不少人加盟。武昌起义后，党人决定响应。九月十九日（11月9日）黎明，以新军为主，民军为辅组成的革命军，在党人彭寿松、许崇智率领下，在福州起义，经半天激战，清军投降，闽浙总督松寿自杀。二十一日（11日），起义军代表推新军统制孙道仁为都督，许崇智为福建海陆军总司令。
四川独立过程较为复杂。武昌起义后，四川保路运动在党人主持下，各地普遍转为夺权斗争。在邻近各县相继起义基础上，党人张培爵、杨庶堪与抵渝的夏之时起义军相结合，于十月初二（11月22日），迫重庆知府纽传善投降，成立中华民国蜀军政府，张培爵、夏之时任正副都督。此时在成都，四川总督赵尔丰正与立宪派蒲殿俊、罗纶联合，共同对付革命。十月初七（11月27日），他们宣布四川“独立”，蒲殿俊、朱庆澜分任“大汉军政府”正副都督。十月十八日（12月8日），赵尔丰策划兵变，蒲、朱被吓走，城内秩序大乱。于是部分军官和立宪派分子又举前陆军小学堂总办、军政府军政部长尹昌衡为都督，罗纶为副都督；赵尔丰被逮捕处死。成都的四川军政府和重庆的蜀军政府直到翌年二月才合并为一。
在各省相继独立过程中，海军船舰也大部起义。此外，山东于九月二十三日（11月13日）宣布“独立”，十月初四（11月24日）又自动取消“独立”。未独立各省，在革命浪潮冲击下，或爆发局部性革命，或出现群众自发斗争，均处于动荡不安之中。
从八月十九日武昌起义开始，至十月初七成都宣布独立，仅五十余天，全国二十四个省就有十四省和上海脱离清政府，宣告独立，表明清王朝已土崩瓦解，革命取得重大胜利。但是，从总体看，革命党人事实上并没有在独立各省中占据支配地位，而不少省份却由立宪派、旧官僚掌握了实权，这又预伏着最终导致革命失败的内部因素。
