Cách mạng Tân Hợi chính thức khởi đầu bằng việc chính quyền Mãn Thanh ra sắc lệnh "Quốc hữu hóa đường sắt".
Khởi nghĩa Vũ Xương Cuộc khởi nghĩa Vũ Xương thành công một cách nhanh chóng, quá sức tưởng tượng của phái cách mạng. Ngay cả Tôn Dật Tiên lúc này đang ở Mỹ và Hoàng Hưng đang trốn ở Hương Cảng cũng lấy làm ngạc nhiên
Ngày 11 tháng 10, tức ngay khi làm chủ được Vũ Xương, các thủ lĩnh cách mạng cùng với các đại biểu phái lập hiến họp thảo luận việc lập chính phủ mới. Hội nghị đã quyết định đổi quốc hiệu nước là Trung Hoa Dân quốc, cử Lê Nguyên Hồng thuộc phái lập hiến chỉ huy quân chính phủ. Đồng thời kêu gọi toàn quân và toàn dân đánh đổ chính phủ Mãn Thanh, tuyên bố với lãnh sự các nước ở Hán Khẩu là chính phủ Dân quốc sẽ tôn trọng mọi quyền lợi của nước ngoài ở Trung Quốc.
Hưởng ứng cuộc khởi nghĩa Vũ Xương, các tỉnh khác lần lượt giành lấy chính quyền, hoặc tuyên bố độc lập. Như vậy, quân cách mạng trong một thời gian ngắn đã trực tiếp hoặc gián tiếp làm tan rã đế quốc Mãn Thanh rộng lớn. Họ chỉ còn khống chế mấy tỉnh miền Bắc mà số phận của nó cũng rất mong manh. Nhưng về phía cách mạng, một đặc điểm nổi bật lúc bấy giờ là chính quyền Dân quốc ở nhiều địa phương đều bị phái lập hiến nắm giữ, vì họ mạnh hơn
Khi khởi nghĩa nổ ra ở Vũ Xương, Thanh đình liền sai một tướng Mãn Châu là Ấm Xương đi đánh dẹp, nhưng rồi triệu hồi về mà bổ nhiệm Viên Thế Khải (sử có khi gọi tắt là Viên) lúc bấy giờ đang dưỡng bệnh ở Hà Nam (trước đây Viên bị triều đình nhà Thanh nghi kỵ cho nghỉ việc) làm Tổng đốc Hồ-Quảng, dẫn thủy lục quân đi trấn áp.
Thành lập chính phủ Nam Kinh
Quân nhà Thanh đầu hàng quân cách mạng Đầu tháng 11 năm 1911, hầu hết các tỉnh Trung và Nam Trung Quốc đều do quân cách mạng nắm giữ. Để đáp ứng yêu cầu nhiệm vụ trong tình hình mới, ngày 15 tháng 11, đại biểu các tỉnh về Thượng Hải họp "Hội nghị đại biểu đô đốc phủ các tỉnh". Nhưng cuộc họp đến ngày 24 tháng 11 phải dời về Vũ Xương. Nơi này bị vây, hội nghị phải họp trong tô giới Anh ở Hán Khẩu. Ngày 2 tháng 12, quân cách mạng chiếm được Nam Kinh, hội nghị liền dời về đây để bầu đại Tổng thống, lập Chính phủ lâm thời.
Ngày 25 tháng 12, Tôn Dật Tiên từ Mỹ về nước. Sau đó (10 tháng 11 năm Tân Hợi, tức là ngày 29 tháng 12 năm 1911), ông được đại biểu của 17 tỉnh dự họp bầu làm Đại tổng thống lâm thời (Lê Nguyên Hồng làm phó), và lấy ngày 1 tháng 1 năm 1912 làm ngày khai sinh của chính quyền Trung Hoa Dân quốc.
Được tin, Viên Thế Khải liền tìm mọi cách tấn công vào chính quyền mới. Vừa bị Viên uy hiếp, vừa bị các nước đế quốc thu hết thuế quan (họ không công nhận chính phủ của Tôn Dật Tiên), nên chính phủ Cộng hòa gặp rất nhiều khó khăn. Để chấm dứt cuộc nội chiến, Tôn Dật Tiên đã đề xuất hiệp nghị 5 điều, trong đó có điều khoản là nếu Viên Thế Khải lật đổ được Thanh đình thì sẽ được bầu làm Đại tổng thống [13].
Viên Thế Khải bằng lòng, bèn mật sai Đoàn Kỳ Thụy hiệp với 40 tướng lãnh khác uy hiếp Hoàng đế nhà Thanh thoái vị. Ngày 12 tháng 2 năm 1912 (năm đầu Dân quốc), Hoàng đế Tuyên Thống (tức Ái-tân-giác-la Phổ-nghi) phải xuống chiếu thoái vị, để hoàng tộc còn được hưởng một số điều kiện ưu đãi của Chính phủ Dân quốc.
Theo thỏa thuận, ngày 15 tháng 2 năm 1912, Tham nghị viện cử Viên lên làm Lâm thời Đại Tổng thống. Ngày 10 tháng 3 năm đó, Viên Thế Khải tuyên bố nhận chức ở Bắc Kinh. Căn cứ vào quy định của Ước pháp, Viên cử người xuống Nam Kinh tổ chức nội các mới, dùng Đường Thiệu Nghi làm Quốc vụ Tổng lý. Ngày 5 tháng 4, Tham nghị viện quyết định dời Chính phủ lâm thời lên Bắc Kinh.

Năm 1895, nhân lúc nhân dân cả nước căm giận nhà Thanh ký hiệp ước Mã Quan với Nhật Bản, ngày 26 tháng 10, Tôn Dật Tiên định tổ chức khởi nghĩa ở Quảng Châu. Nhưng kế hoạch bị lộ, các đồng chí của ông bị giam và bị giết hơn 70 người, ông phải trốn sang Nhật Bản, rồi qua Honolulu. Đây là cuộc khởi nghĩa lần đầu của ông[4].
Tháng 11 năm 1899, phong trào Nghĩa Hòa Đoàn bùng nổ, Tôn Dật Tiên cùng với các đồng chí chạy thoát vội trở về nước, tổ chức khởi nghĩa ở Quảng Châu lần thứ hai. Ông cử Trịnh Sĩ Lương đi đánh Huệ Châu (Quảng Đông), Sử Kiên Như đi ném tạc đạn giết Tổng đốc Đức Thọ. Nhưng cả hai việc đều thất bại. Sử Kiên Như tuẫn nạn và nhiều chiến sĩ cách mạng khác lại bị bắt giam và bị giết.
Ngày 18 tháng 9 năm 1905 tại Tokyo (Nhật Bản), Tôn Dật Tiên cùng Hoàng Hưng chủ trì việc hợp nhất Hưng Trung Hội với hai tổ chức cách mạng khác là Quang Phục hội và Hoa Trung hội. Kể từ đây, đảng vừa hợp nhất có tên là Trung Quốc Đồng Minh hội (gọi tắt là Đồng Minh hội), do Tôn Dật Tiên làm Tổng lý[5]. Năm 1906, hai hội viên của Đồng Minh hội là Lưu Đạo Nhất và Thái Thiệu Nam tổ chức khởi nghĩa ở ba nơi là Bình Hương (Giang Tây), Trương Lăng [6] và Lưu Dương (Hồ Nam), nhưng tất cả đều thất bại.
Mùa thu năm 1907, Đồng Minh hội tổ chức khởi nghĩa ở Khâm Châu thuộc Quảng Đông (nay thuộc Quảng Tây). Chiếm được Phòng Thành, nhưng vì không có tiếp tế, phải rút vào Thập Vạn Đại Sơn[7]. Đến mùa đông năm ấy, quân cách mạng đánh chiếm Trấn Nam Quan[8], Khâm Châu, Liêm Châu (nay tên là Hợp Phố thuộc Quảng Tây), Thượng Tư (Quảng Tây), nhưng rồi cùng vì không có tiếp tế nên phải rút đi.
Năm 1908, quân cách mạng cùng dân địa phương khởi nghĩa ở Hà Khẩu (Vân Nam). Sau khi đánh thắng một trận lớn, quân và dân cùng tiến lên uy hiếp Mông Tự, nhưng rồi cũng phải rút đi vì không có tiếp tế. Mùa thu năm ấy, chi bộ Đồng Minh hội thành lập ở Hương Cảng (Hồng Kông). Năm 1910, tổ chức này cho người vận động lực lượng tân binh ở Quảng Đông nổi dậy, nhưng bị đàn áp ngay.
Tháng 4 năm 1911, Đồng Minh hội chọn 500 cảm tử quân, hợp với quân địa phương, đánh vào dinh Tổng đốc Quảng Châu. Cuộc đột kích này do Hoàng Hưng và Triệu Thanh chỉ huy, nổ ra ngày 27 tháng 4 năm 1911 (tức ngày 29 tháng 3 năm Tân Hợi). Tuy nhiên, do quân cảm tử và khí giới không đến cùng một lượt, và còn do bị lộ, nên số quân đánh vào dinh Tổng đốc phải tuẫn nạn nhiều. Sau tìm được 72 thi hài đem hợp táng tại Hoàng Hoa Cương ở Quảng Châu, và được người đời gọi là Thất thập nhị liệt sĩ [9]. Đây là lần khởi nghĩa thứ 10 do Đồng Minh hội tổ chức, trước khi nổ ra cuộc khởi nghĩa tự phát ở Vũ Xương.
Cũng trong khoảng thời gian này, việc Thanh đình trao quyền kinh doanh đường sắt Việt-Hán và Xuyên Hán cho Mỹ đã gây thêm một làn sóng căm phẫn trong nhân dân Trung Quốc. Khắp nơi, nổi lên phong trào đòi tẩy chay hàng Mỹ, đòi chính phủ xóa bỏ điều ước đã ký với Mỹ. Thấy người dân chống đối quá, Mỹ đồng ý xóa điều ước với điều kiện Thanh đình phải bồi thường 6. 750.000 đô la. Vừa sợ đế quốc, vừa sợ nhân dân, Thanh đình sai Tổng đốc Lưỡng Hồ là Trương Chi Động vay tiền của Anh để bồi thường cho Mỹ.
Đến ngày 9 tháng 5 năm 1911, Thanh đình ra sắc lệnh "Quốc hữu hóa đường sắt" nhưng thực chất là trao quyền kinh doanh cho bốn nước là Anh, Mỹ, Pháp và Đức. Lập tức lần lượt ở Hồ Nam, Hồ Bắc, Quảng Châu, Tứ Xuyên...nhân dân nổi lên chống đối vì họ cho rằng Thanh đình đã bán rẻ quyền lợi dân tộc. Thanh đình bèn ra lệnh trấn áp phong trào quyết liệt, cấm báo chí đưa tin, cấm bãi thị, bãi khóa, diễn thuyết và cho giải tán các hội đồng bảo vệ đường sắt...Tuy nhiên, bất chấp lệnh trên, bất chấp cả những lời lẽ can ngăn của phái lập hiến, phong trào chống đối vẫn lên cao, nhất là ở Tứ Xuyên[10].
Ngày 7 tháng 9 năm 1911, Tổng đốc Tứ Xuyên là Triệu Nhĩ Phong phái người đến mời các thủ lĩnh trong hội bảo vệ đường sắt đến dinh thương lượng, nhưng sau đó cho lính bắt tất cả. Thấy điều bạo ngược, hàng vạn người dân Thành Đô (tỉnh lỵ của tỉnh Tứ Xuyên) kéo đến dinh Tổng đốc đòi thả người, nhưng bị Triệu Nhĩ Phong ra lệnh nổ súng làm chết 32 người và làm bị thương nhiều người khác. Căm phẫn tột độ, phong trào bãi khóa, bãi thị lan rộng ra toàn tỉnh Tứ Xuyên, về sau phát triển mạnh thành cuộc khởi nghĩa Thành Đô, buộc triều Thanh phải đem quân từ Hồ Bắc về trấn áp.