武昌兵变本来与海军无关，只因年轻的海军大臣载洵在御前会议上说了句：“海军也可助战，着令海军提督萨镇冰率巡洋舰驶进长江，去揍他们。”
年迈昏聩的内阁总理大臣奕劻也随声附和，遂命海军驰援武汉。
“海”字号巡洋舰曾航经南洋群岛、槟榔屿诸地，停泊时当地华侨上舰慰问，华侨青年还宣传清廷腐败、民族危机等情，并把孙文所著革命书籍携到舰上散发。海军中福建籍学生出身士兵易受感染，多数同情革命。对各地起义风潮，时有所闻。少数有觉悟的二三青年，也想乘时而起。但那海军举事比陆军特难，同一舰只人员说话都要小心谨慎，哪能像陆军士兵造反，到处串连，登高一呼，即可发难？海军中既无革命组织，又无法征得全舰官兵同意，哪敢轻举妄动？
在巡洋舰海琛号上，有个专司无线电通讯的正电官张怿伯，平时结交二副杨庆贞、三副高幼钦，因均有革命思想而引为同志。舰只由吴淞口上驶武汉过九江。此时九江已宣布起义，城头悬挂白旗。张怿伯向高幼钦问道：“高兄有何感想？”
高幼钦道：“我是很同情，可惜我们舰上难以实现理想。”
张怿伯道：“这次武昌起事，已有外地响应，与往日风潮不同。说不定我们可以有所作为。”
刚谈两句，旗人舰长荣续走来。两人刚想走开，荣续忽把高幼钦喊住问道：“你们嘀咕什么？”
高幼钦道：“没什么，我问张正电官，九江城头为何竖白旗？他说不知道。”
荣续恼怒道：“那是革命党，插白旗投降的。”
舰艇齐集武汉下游阳逻，荣续积极策划向民军进攻。三副高幼钦焦急万分，找张怿伯商量道：“我去把荣续杀掉，然后宣布起义。如此可阻止海军向革命军进攻。”
正电官张怿伯道：“我们事前毫无准备，不可仓促行事。这不同陆军起事，杀一长官，可一呼百应。如果不成功，反会坏事。不如先分头联络我舰官兵，再向其他舰只运动，共举义旗，才可成大事。比杀一舰长，收效更大。”
三副高幼钦连连点头，便转入秘密活动，联络海琛号志同道合者许多人。但舰与舰之间，仍无法进行联络。张怿伯正苦闷间，忽有海筹号正电官何渭生数人因公来海琛号，托水手将信函转张怿伯。拆信，见是英文密码十二种，说明备用。原来张怿伯和海筹、海容号正电官均是同班同学，过去都同情革命，互相极为了解。送密码来，可秘密通讯联络。此时大战迫在眉睫，海军参战，那三艘巡洋舰的十五生的炮径炮弹出膛，将会炸死多少革命健儿？张怿伯苦思冥想也不得计谋，最后只有急电海容、海筹正电官同学，嘱咐结交兵员，对正副炮手宣传人道主义，动其恻隐之心，开炮时，勿瞄准，或射向天，或射向江中，以关照汉族同胞。诸同学接密电后，分头联络炮长，都表示同情。因此，刘家庙之战，只有满人舰长的小型炮艇特别卖力，三大巡洋舰都把巨型炮弹打过民军阵地后面去了。虽见烟尘腾空，遮天蔽日，实乃虚张声势而已。
张怿伯在海琛号舰上积极游说，大部官兵均赞成起义。他用白绫剪成圆形签名单做盟约，舰上帮统、轮机长也暗中帮助，凡赞成举义者都签名盟约上，先把本舰官兵团结起来，只是瞒住旗人舰长荣续。
忽一日，张怿伯接萨镇冰致舰长密电，译出后见是“淞沪失守防宿字来攻”九个字。张怿伯知“宿”字，即鱼雷艇代称，均停泊上海高昌庙。淞沪起义，鱼雷艇必然易帜，故“防宿字来攻”。张怿伯一面把译电呈旗人舰长，一面密告诸盟友。于是，舰上人人高兴，知道清皇朝大势已去，海军起义指日可待了。
三艘巡洋舰中，海琛、海容舰长是旗人，唯海筹舰长是汉人黄钟英。张怿伯想那海筹号必定大有可为，但却毫无动静，便决意密访海筹。乘盟友高幼钦担任值更官时，乘小筏暗抵海筹号，找到正电官同学何渭生，把本舰签名盟约出示给他看，并请转告舰上官兵，照样办理。何渭生便携带白绫签字图样去舰上秘密游说，但仅两三人答应签名，多数官兵表示迟疑。何渭生只好再与张怿伯商量。张怿伯道：“事关重大，不敢签名，可先征求舰长意见。”
何渭生去找舰长黄钟英，黄钟英道：“现在淞沪宣告独立，你们看着办吧！”
得到舰长默许，海筹号官兵竟全部签名。张怿伯高兴说道：“我回舰去，你既得黄舰长默许，行动便利，请去海容号游说一下。”
之后，张怿伯便告辞回舰。
何渭生借口电机损坏，向舰长黄钟英报告，须去海容号借电机。黄舰长心照不宣，便派小筏送何渭生去海容号，何渭生找到正电官同学，海容号也依样办理签名。至此，三艘巡洋舰起义准备已经就绪。
海军提督萨镇冰对部属不稳早有察觉，更因淞沪失守，海军全部财产及家属均在上海，而忧心如焚。萨镇冰记得袁世凯召见时称：以陆军进攻汉阳，海军炮轰武昌。而袁氏北归时忽又来电：黎有就抚之意……如此，海军无所作为，军心日益涣散。萨镇冰正一筹莫展之时，参谋长汤芗铭便乘机进言道：“淞沪失守，我海军后方必然落入革命军手中。袁宫保既走，海军再在此待命，江水日落，后果不堪设想。舰队不如下驶返航。”
萨镇冰心想：九江、上海均宣告独立，即便下驶，怎样过九江？怎样抵上海？沉默许久，说道：“我服务海军三十年，屡次战争，未获一次胜利。现在打内战，获胜也不足为荣。我老了！不忍见无辜人民横遭屠戮。我受清帝厚恩，也不能附和革命，今天把舰队交付给你们，附南附北，我不过问。”
汤芗铭道：“愿在提督率领下，顺应潮流，为革命建立功勋。”
萨镇冰道：“不必了。请通知各舰长，明日来海容，我有话要谈。”
次日，各舰长来海容舰听训，萨镇冰从公文箧中取出两封函电，先将袁世凯电报给各舰长看了“……黎元洪有就抚之意，前请舰攻武昌，着从缓。”
萨镇冰然后说道：“请诸位传阅外交团的急电。”
电文略曰：“各公使以汉口领事之请，致紧急陈词于清政府，以期转饬奉命前往图复武昌之萨提督于进攻时，免致毁及租界……”
各舰长阅过函电，沉默无语。萨镇冰郑重宣布道：“兄弟有病，要马上去沪就医，沈统领亦同去沪。留下的各舰舰长以海筹舰长黄钟英资格最深，可以担任队长。从明日起即将我提督旗落下，由海筹舰升队长旗，便宜行事。望诸君好自为之……”
各舰长无异言，表示服从。次日，萨镇冰便自行引退。汤芗铭等恭送萨镇冰登小火轮离舰，改乘英商轮太古号赴上海。
萨镇冰离舰后，三只“海”字号巡洋舰，电报往还筹商行动，革命思潮更加公开。以长江入冬水位下降为由，三“海”自动下驶。
离阳逻落旗时，海琛号取下龙旗，抛掷江中，将密制的巨幅白旗，悬挂船尾。后续舰只望到，也都照样挂起白旗。随同下驶的有江元、飞鹰及湖字号舰艇……
如此浩大海军舰队，悬挂白旗驶进九江江面停泊。此时，九江早已起义，预先并无联络，见之大为诧异。九江军分府都督马毓宝命炮台司令严密监视。海军舰队到九江后，忽打出旗语：“请接洽合作。”
九江军分府闻讯，革命党人林森、李烈钧等立刻乘小火轮登巡洋舰接洽。参谋长汤芗铭道：“萨提督已去上海就医，海军原在武汉江面，已与武昌黎元洪都督有联系。”
林森道：“海军来九江反正，使人喜出望外，革命军有海军参战，清廷覆亡更加快了！”
洽谈后，商定成立陆海军联合委员会，研究供给煤、米等问题。
李烈钧回军分府报告一切，忽有人提问道：“海军为何不在武汉前线反正？反而来九江反正？想那海军基地在上海，或民军正攻南京，而是去南京助战也说不定，其中难免有诈。”
又有人说：“既然反正，为何舰上还有旗人舰长？未可凭信。”
这是问题，但又不便去舰艇当面质问，九江军分府急电武昌军政府黎元洪查询。电文曰：
黎都督鉴：
本日午刻十点，有海琛、海筹、海容三战舰到浔。据各舰主云：系因水涸，奉萨统制谕：命驶东下。并云萨统制与贵都督已有接洽，该船通竖白旗，并向浔军政府请领国旗。惟窥其意，尚欲下驶，现在南京尚未克复，该舰仍想东下，不可不防。现已由浔将三舰扣留，暂不准下驶，究应如何处置，及该舰需用煤、米等，可否由浔供给，敬乞迅示遵行。
浔军政府叩
黎元洪接电报后，感到事出蹊跷，十分突然，急找众人会商。
周围人看电报也大惑不解：海军起义为何如此之快？为何不在武昌起义，而下驶九江起义？“萨统制与贵都督已有接洽”如何解释？
议论纷纭，莫衷一是。孙武说道：“不必耽搁时间，仍让李作栋乘快利轮去九江，直接了解真相。”
黎元洪道：“孙部长所言甚是，先复电九江军分府，一切由李作栋到九江面商。另请汤部长给令弟写信，请海军舰队回援武汉。”
于是，李作栋即乘快利轮急赴九江。
海军起义并非一帆风顺。只因三只“海”字号巡洋舰船身长、吃水深，刚抵九江江面，水道不熟，领港一时找不到好锚位。海容号先权为下锚，拟看水位变化再移锚。等第二天再升火移锚时，引起军分府怀疑，忽由九江金鸡炮台打来数炮，命中海容号厨房。海琛号舰上军心愤怒，一致要求开炮还击。正电官张怿伯出来阻拦，众人便归罪于他提出挂白旗，使海军蒙受奇耻大辱，不明真相的水兵围住张怿伯拳打脚踢，百般辱骂。张怿伯有口莫辩，竟被众水兵推下底舱囚禁室中。此时，九江军分府参谋长李烈钧到海筹舰会晤队长黄钟英，说道：“分府都督意见，请队长令各舰炮闩暂时卸下，以免发生意外。”
黄钟英道：“舰队是为参加革命而来，卸去炮闩，舰队还有何作用？”
李烈钧道：“实不相瞒，据闻贵舰队还有旗人舰长，不知属实与否？”
黄钟英道：“昨日海容旗人副舰长投水自杀。另有海容舰长喜昌、海琛舰长荣续均已卸职，暂留舰上。”
李烈钧道：“旗人舰长留舰易引起误会，最好能即时离开。”
黄钟英道：“如此，我即将尊意向大家说明，让二旗人舰长离舰好了。”
回头，黄钟英即向舰上说明情况，二旗人舰长愿意从命，只要求发给护照，保证途中安全。黄钟英向李烈钧联系，满足其要求，并赠送一千元川资，旗人舰长遂即离去。
黄钟英得悉海琛号正电官张怿伯被囚禁，立即出面斡旋，把他从囚禁室放出。请张怿伯带上保存的三“海”起义誓约签名，偕同新舰长登岸去招商局会晤林森，说明海军起义发动经过。并请林森转致李烈钧审阅。至此，九江军分府对海军起义才深信不疑。
当晚，招商局举行宴会，欢迎海军各长官。恰巧此时，李作栋由武昌乘轮赶到，把汤化龙的亲笔信递交汤芗铭，要求海军迅速援鄂作战。另有黎元洪的慰问信及款项五千元。汤芗铭道：“萨提督已提前回上海。关于迅速援鄂一事，我以桑梓关系，义不容辞。但须待会商解决。”
于是，各舰长于海容号开会，一致赞成援鄂。并公推汤芗铭为临时总司令，组成第二舰队。其余停留九江的兵舰，组成第一舰队，由黄钟英率领东下进攻南京。第二舰队辖三大巡洋舰，由汤芗铭、杜锡珪和湖北代表李作栋率领，由九江上驶开回武汉，并立即行动。
汉口清军见海军又缓缓驶回，兴高采烈，拍手欢笑，呼唤：“我们的海军又回来了。”
话音未落，三艘巡洋舰巨炮齐发，猛轰刘家庙车站，打得清兵猝不及防，血肉横飞。这时清军才如大梦方醒，原来海军已转向民军方面去了。
在炮火掩护下，海容号直驶汉阳门江面停泊。武昌小火轮靠上巡洋舰，卸下武器弹药。李作栋陪同海军汤芗铭、杜锡珪离舰乘小火轮至汉阳门登岸，再乘马车进都督府。黎元洪带领文武官员热烈欢迎，引见寒暄，握手言欢。汤氏兄弟见面，共叙手足之情。
军政府内喜气洋溢，呈现空前盛景。黎元洪设宴招待海军汤、杜二人。宴会席上，黎元洪致欢迎词，对海军来鄂重创清军大加赞赏。
汤芗铭致答词道：“海军早就赴义恐后，今日才得前线应敌，服膺革命。只是江水日涸，巡洋舰不能久停鲇鱼套，即开赴青山下游待命；水位若退落太快，还要离开武汉，另以其他小型兵舰代替执行任务。”
黎元洪笑容可掬道：“水位日涸，给海军增添麻烦。我青年时也在海军服役，对这情况是了解的。不过今天海军有此一举，清军受此重创，当可闻风丧胆。民军方面掌握了江面控制权，清军便失去优势。”
汤芗铭道：“现在民军有海军协助，可以随时发动进攻。”
宾主洽谈甚欢，夜晚始散。
次日，黎元洪便派出参谋携带军用地图，乘小火轮至海军舰队传达命令：北军南下，必须经过第一二两道铁桥，才能进驻汉口美国洋油厂。请海军用炮火摧毁此军事目标。于是，三只巡洋舰便每日轮番炮轰，将第一二两道铁桥摧毁，洋油厂中弹起火，烈焰冲天，大火燃烧不熄。
海军起义援鄂，巨炮重创刘家庙清军，万民皆喜，民军士气为之复振。只是汉阳形势日益吃紧。清军准备在新沟渡河，进占蔡甸。清兵占领舵落口，在城头山修筑炮垒，又在硚口襄河附近准备布帆船数十只。炮位推进至刘家花园、水塔、歆生路沿长江北岸。
汉阳西北琴断口一线，已经隔河接火，枪声彻夜不断。一场大战迫在眉睫。
这天，黄兴派人从炮兵阵地把程潜找来谈话，黄兴说道：“清军已完成包围态势，汉阳岌岌可危。我军反攻汉口失利，新兵能否挡住敌人攻势，甚为可虑。我拟请你回湖南，联络湘省当局，将来倚为后方，颂云（程潜字）兄看怎么样？”
程潜答道：“未雨绸缪，我赞成克公意见。只是湘督谭延闿原是立宪派头面人物，难以应对。”
黄兴道：“这要你善为酬酢，见机行事。一旦武汉不守，我军须有退路，不可不备。”
程潜道：“我遵命前往，请克公放心。我亦有所建议，不知克公愿听取否？”
黄兴道：“请畅所欲言。”
程潜道：“在中山先生未回国之前，克公应负起领导全国革命的责任。要及早摆脱汉阳前线指挥任务，奔赴上海，设法攻下南京，作为全国革命根据地。”
黄兴点头答道：“是的。唯目前大战在即，实难脱身，须看以后时机若何？”
于是议定，程潜第二天就启程回湖南。
为了商讨防守汉阳，黄兴又召集各部队官长到总司令部开会研究方略。黄兴道：“现在全国响应武昌起义省份已有十之七八，民心拥护革命，此不待多言。现仅有南下清军与我为敌。我军在汉阳、武昌严密防御，使清军久攻不下，师老无功，其士气必然衰败。剩下数省将继续响应，战争形势必将发生变化。望各部队长官率部认真防守，鼓舞军心。如诸位有好办法，也请发表，以便讨论，择善而从。总之，要群策群力，保卫汉阳。”
统领们议论道：“海军反正归来，重创刘家庙清军，人心大快。希望海军能炮击沿襄河南下清军，直接援助防守汉阳。”
副参谋长吴兆麟道：“海军由九江归来的是三艘巡洋舰，吃水深，无法驶进襄河。防守汉阳唯有依靠我步兵死守。现另有一法：我军在汉阳取守势，由武昌民军联合海军向汉口发动攻势，使清军背腹受敌，牵制其兵力，或可缓解汉阳之围，不知总司令官及各部队长官以为若何？”
黄兴及各长官均认为此法可行，一致赞成。会后，黄兴派吴兆麟去武昌军政府面禀黎元洪，供都督采纳实行。
黎元洪正在一筹莫展，因为巡洋舰仅能在长江水域活动，无法开进襄河助战，忽得吴兆麟由汉阳前来，提出海、陆配合作战计划。
黎元洪大喜，即命参谋部进行研究，派出参谋侦察汉口敌情、地形，绘出略图。一切准备工作就绪，黎元洪于十月初一日晚八时，对陆海军发出作战命令，要点如下：
我军拟陆海军并进，由青山附近渡江，先占汉口谌家矶，然后向刘家庙满军施行攻击。
步兵第三协成炳荣部，于明日由青山附近渡江由谌家矶登陆，向刘家庙进攻。
海军司令官汤芗铭，率阳逻各舰于明日会同步三协统领成炳荣，掩护该协渡江，协同攻击刘家庙满军。
凤凰山及青山要塞炮队，于明日开战时，向刘家庙附近射击，援助我军进攻。
当夜，黎元洪派参谋人员骑马将命令分头送达海军及步兵第三协。另派顾问李国镛携款数千元交海军暂作军饷之用。又派副参谋长杨玺章赴第三协帮助制定作战计划。
第三协统领成炳荣，日本士官学校工兵科毕业。武昌起义前任第八镇工兵课课员，起义之夜依附革命，扩军后升为统领，率部驻防青山。该协担任掩护炮队及防守沿江，从未临敌作战。成炳荣既无革命志气，又不善带兵打仗，且又昏庸贪杯。副参谋长杨玺章率参谋来到协司令部时，成炳荣桌前杯盘狼藉，正在豪饮，见面便举杯高喊：“贵客到，快拿酒来。”
杨玺章见他醉眼惺忪，满面通红，已经失去常态，忙把他按倒椅上，郑重说道：“都督有命令，赶快准备作战。”
成炳荣喊道：“莫吓唬我，青山防区，固若金汤，清军决不敢前来进攻。”
杨玺章取出作战命令递上，说道：“军中无戏言，都督命令你协渡江作战，进攻刘家庙。”
成炳荣接过命令，见那朱红关防，吓一大跳。灯下看那命令，自觉头大如瓮，好不容易找到自己名字。胆战心惊，两眼发花，下面文字再看不清楚了，便央告杨玺章道：“好参谋长，命令上写些什么，您说给我听听。”
于是，杨玺章把命令从头至尾宣读一遍。成炳荣先是哈哈大笑，语无伦次道：“有海军配合作战，好呀，好！请海军巡洋舰前来，运送我协渡江，直捣刘家庙，决不含糊……”
正说得起劲，忽听“哇”的一声从口中呕出一大摊，溅到杨玺章身上。接着又是眼泪、鼻涕与呕吐之物，一股脑儿涌出，真是烂醉如泥了。
周围人哭笑不得。协司令部参谋急忙为杨玺章揩净军衣，说道：“统领今晚喝多了，让他先休息一下再说。作战命令万分紧急，我们把标统找来，请副参谋长代为拟定作战计划。否则将误大事。”
杨玺章只好答应主持。首先传令集结小火轮待命，步兵作好战斗准备，然后和标统、参谋共同研究渡江登陆计划。正在此时，海军司令汤芗铭也夤夜到协司令部来，进门说道：“哪位是统领，我来了解步兵登陆地点，以便配合作战。”
杨玺章迎接道：“欢迎海军司令官驾临指导。步兵统领因病休息，由我代他拟定计划，正好共同商量。”
于是，众官长围着作战地图，一致选定对岸五通口为登陆地点。拂晓前，在海军炮火掩护下，步兵乘小火轮渡江作战，占领滩头阵地，然后由谌家矶向刘家庙攻击前进。海军司令汤芗铭标出炮击目标，带随员回舰。各标统回队集合部队，准备出发。
统领成炳荣却是整夜昏睡。次日拂晓也未临阵指挥，待他被炮声惊醒过来时，问护兵道：“哪里打炮？”
护兵说：“我协进攻五通口。”
成炳荣早把昨晚命令忘得一干二净，反而要护兵报告情况。
然后，一骨碌爬起床，只觉头重脚轻，又跌倒床上。
此时，战斗早已打响，步兵在海军炮火掩护下，纷纷乘轮渡江。
由于行动迟缓，大部队出发时已天亮，清军炮兵发现目标，也向渡江火轮开炮。第三协步兵只有一艘火轮得以抢登彼岸，另一艘被敌炮击中，其他火轮受阻而退。而在对岸五通口登陆的小部队，在泥淖中不能立足，与后面失去联络，无人指挥，又乘轮由五通口返回青山。
这时成炳荣大醉方醒，带着酒气赶至江边，见士兵正从小火轮上逃下，东奔西跑，混乱不堪。成炳荣去小火轮找人问话，队官说道：“我们已登陆，只因泥淖太深，统领看我们每人都像泥猴一般，又失去联络，只好退回。”
成炳荣自知情况严重，急找标统研究办法。
正这时，忽见十数人乘马飞驶而来，每人都佩戴督战队红色绶带。领头的手执令箭，是都督帐前搬兵功臣李作栋。成炳荣吓得魂飞魄散，想起前几日第十一标标统杨选青贻误军机而被正法，此番必将拿他问罪。于是，扭头便跑，纵身跳入江中。
十数骑至江边翻身下马，李作栋厉声喊道：“成炳荣，你赶快过来，都督有命令，出来有话说。”
成炳荣在水中作揖央告道：“昨日我虽然喝了酒，队伍还是渡了江，因为指定地点泥淖太深，无论如何不能通过，故没法占领滩头阵地，并非我的罪过。军政府要杀我，我就投水而死，免遭军前行刑之辱。”
李作栋喝问道：“你为何不临敌指挥？”
炳荣回答不出。两标统求情道：“成统领因进攻失败，现已精神失常，不能把他当好人看待。都督如要再进攻，我们可以再战。成统领的责任问题，看以后结果再定。如都督一定要办他，此时万不可当众行刑，恐激起众怒。”
李作栋遂当众宣布道：“进攻计划坚持执行。成炳荣率部继续进攻。关于昨日酗酒误事的责任问题，暂且不提。”
成炳荣听如此说，才从水中直起身子，满面羞愧，狼狈万状，像落汤鸡一般，使人啼笑皆非。众目睽睽之下，又不敢出水上岸。李作栋看一只小拖轮正在水中，便指着说道：“你先上船去休息一下。”
成炳荣无奈，只好爬上小拖轮去，再也无颜出面指挥。只好由两标统协商，取得督队员李作栋的同意，继续部署进攻事宜。
在海军炮火掩护下，又发动第二次进攻，民军登小火轮至五通口登陆，越过谌家矶，直趋三道桥。但那三道桥周围低洼，水势虽退，泥淖仍深，兵力无法展开。桥头又有清兵把守，机枪迎头扫射。
民军进攻不克，激战竟日，无法夺下隘路。退伏桥旁芦苇丛中的三百壮士，遭敌炮火轰击，全部壮烈牺牲。滩头阵地亦无法立足，当晚又返回青山防地。
海军舰只也退回阳逻停泊。至此，海陆联合进攻，以失败而告终。
黎元洪下令撤销成炳荣步兵第三协统领职务。反攻汉口连遭挫败，作战兵力更感不足，黎元洪正拟再通电各省乞援，秘书主任杨玉如持电报进入都督室，喜形于色报告道：“向都督报捷，入川鄂军来电反正。”
黎元洪急看电文曰：“陆军第三十一标于资州反正，杀钦差大臣端方，公举陈镇藩为大汉国民革命军统领，即日回师作战。”
原来这鄂军第三十一标入川后，长期音讯隔绝，不知行止。今忽来电反正，真是特大喜讯。黎元洪急命复电勉慰，令全体官兵早日回鄂作战。