一、清軍南下攻鄂
武昌起義的消息傳到北京，清政府極為惶恐，於10月12日確定如下應急措施：將瑞澂革職留任，令其「剋期克復省城」；命河南巡撫寶棻就近派兵一協，星夜馳援武漢；停止永平（今河北盧龍縣）秋操，速調北洋陸軍兩鎮「赴鄂剿辦」；由海軍提督薩鎮冰、長江水師提督程允和率兩艦隊１「即日赴援」；任陸軍大臣蔭昌為欽差大臣，「所有湖北各軍及赴援軍隊，均歸節制調遣」。
由於當時京漢鐵路運輸能力有限，加之尚需補充彈藥，清廷決定從10月13日起，將所調陸軍分批南運，並於河南信陽設總糧台，負責南下部隊的後勤補給。北洋軍將領多系袁世凱的親信，清廷恐蔭昌指揮不靈，不得不於14日下諭重新起用貶回河南「養脖的袁世凱為湖廣總督２，「督辦剿撫事宜」。同日，清政府決定將北洋六鎮和禁衛軍編組成三個軍，並明確規定了各軍的任務：
第一軍以蔭昌為軍統（亦稱總統）。由陸軍第四鎮和第二鎮的混成第三協、第六鎮的混成第十一協編成。該軍第四鎮即向孝感附近集中，第三協及第十一協二十二標速趨灄口，掩護大軍南下。
第二軍以軍諮府正使馮國璋為軍統。由陸軍第五鎮、第三鎮的混成第五協、第二十鎮的混成第三十九協編成。「迅速籌備，聽候調遣」。
第三軍以貝勒載濤為軍統。由禁衛軍、陸軍第一鎮編成。「駐守近畿，專司巡護」。
10月17日，蔭昌到達信陽，坐鎮指揮。袁世凱一面要挾清廷，一面又對清廷表示忠心，於19日奏陳在冀魯豫招募一萬二千五百人，編成湖北巡防軍二十五個營（後更名為武衛右軍），參加對起義軍的「圍剿」。
二、劉家廟爭奪戰
（一）雙方作戰企圖及兵力部署
漢口保衛戰首先是從爭奪劉家廟開始的。劉家廟在漢口以北十公里處，瀕臨長江，周圍地勢平坦，水網溝渠縱橫，部隊不便展開。劉家廟車站（即江岸車站）為南下清軍必經之路，也是革命軍保衛漢口的前哨陣地。
第八鎮統制張彪逃到劉家廟以後，湘、豫援軍亦先後到達。他得悉清廷派蔭昌率軍南下後，便決定固守既有陣地，然後配合南下清軍向武漢反攻。當時，集結在劉家廟的清軍，有輜重第八營及四十二標殘部，湖南駐岳州巡防營兩個隊，河南新軍二十九協五十八標兩個營及一個巡防營，另有騎兵數十人，共約二千餘人。清軍在劉家廟以南構築工事，沿鐵路兩側進行防禦；預備隊配置在劉家廟東北的丹水池地域。不久，南下清軍先頭部隊進抵劉家廟東北的灄口；薩鎮冰所率艦隊也大部駛至武漢江面，並派魚雷艇在江面巡弋，防阻革命軍從武昌渡江增援。
湖北軍政府得知清軍南下消息後，於10月15日召開軍事會議，確定趁南下清軍尚未全部集中時，先敵發起進攻。其方針是：「擬先擊攘漢口之敵，逐次向北進攻，以阻止清軍南下。」１為此，決定向漢口增兵，首先肅清盤踞劉家廟之敵。
當時，駐守漢口的革命軍為步兵第二協，下轄步兵第三標（統帶姚金鏞）、第四標（統帶謝元愷），另配屬騎兵一營、炮兵一標（欠一營）、工程兵一隊、敢死隊兩個大隊，共四千餘人。其進攻部署是：右翼為第四標，左翼為第三標（欠一營），分別從鐵路兩側進攻劉家廟以南之敵；炮兵及工程隊配置在洋商跑馬場東側；預備隊在第四標之後跟進。此外，以駐武昌的第五協為增援漢口的預備隊，令駐漢陽的步兵第一協派一個標移駐漢口，負責接濟彈藥。由第二協統領何錫藩任前線指揮。
（二）革命軍攻佔劉家廟
10月18日黎明，革命軍在炮兵支援下發起進攻，很快逼近劉家廟車站，與清軍展開肉搏戰。因後續部隊遭敵艦炮火攔擊，未能及時投入戰鬥，以致進攻受挫，部隊退回大智門車站附近。
18日上午10時，步兵第一協的一隊士兵，突然從右翼發起衝擊，其勢甚猛，迅速突入清軍陣地，守軍一部乘火車北撤。該隊乘勝追擊，進展順利。但因其餘部隊未能及時跟進，形成孤軍深入，翼側暴露。北逃之敵忽停車阻擊，革命軍遭受很大傷亡，不得不再次退回大智門一帶，僅留百餘人（內有鐵路工人數名）隱蔽在鐵路兩側，監視清軍行動。革命軍兩次進攻受挫後，重新調整部署，令兩個敢死大隊分別在第三、第四標之後，督同步隊前進。
18日中午12時後，革命軍再次發起進攻。由於新兵不善利用地形，傷亡較大，進展遲緩，至午後3時才推進五六百米。這時，敢死隊全部投入戰鬥，炮兵一部向敵右翼猛烈轟擊。下午4時，清軍急派步兵一標、炮兵一隊乘車急赴劉家廟增援。
革命軍發炮攔擊不中。此時，潛伏在鐵路兩側的革命軍士兵，迅即將十餘丈路軌拆毀，使列車脫軌傾覆。革命軍乘機發起衝鋒，附近的工人、農民亦手拿鐵鍬、鋤頭、扁擔助戰。清軍死傷慘重，紛紛後退。為了阻止革命軍的進攻，清軍立即派兵一部，從姑嫂樹迂迴革命軍側後。
10月19日晨，革命軍約三千人，以騎兵為前鋒，在炮兵支援下，從兩翼發起進攻，並派兵一部阻擊敵之迂迴部隊。清軍依靠艦炮支援，頑強抵抗。激戰至中午12時，清艦彈藥用盡，駛往下游。革命軍乘機加強兩翼攻勢。清軍竄入棚戶，繼續頑抗。革命軍立即以敢死隊組織火攻。時正順風，頃刻之間烈焰沖天。清軍無法立足，丟棄大量輜重，向三道橋退卻。革命軍佔領劉家廟，追至三道橋附近，才停止了進攻。第二協因連戰
疲憊，遂留一半兵力固守劉家廟陣地，其餘人員運送戰利品回漢口。這一勝利，大大鼓舞了革命軍的士氣。清軍經此挫敗後，湖廣總督瑞澂一面急電催援，一面藉故逃往上海。
（三）革命軍轉入防禦
革命軍雖在劉家廟初戰獲勝，但打的是擊潰戰。而南下的北洋軍正陸續向祁家灣、灄口附近集結。19日夜，軍政府調步兵第四脅增援漢口，由第五協接替武昌防務。同時，召開軍事會議，經過激烈爭論１，最後決定在清軍尚未全部到達之前，繼續發起進攻，首先擊退灄口之敵。前線指揮何錫藩，因與少數革命黨人意見不合，提出辭職。軍政府改任張景良為漢口前線指揮官。張景良原為八鎮步兵第十五協二十九標統帶，因策動黎元洪叛變，革命黨人曾將其拘留，後被黎元洪保釋。由這樣一個奸細掌握前線指揮權，給爾後的作戰造成了很大的損失。
此時，清軍兩標正在灄口集結，並陸續有增援部隊到達，海軍兵艦五艘在陽邏灣待命。張景良到達劉家廟後，故意拖延時間，不作任何作戰部署。20日，軍政府派人前往檢查，發現部隊混亂，毫無進攻準備，遂代張下達任務：令步兵第二協從正面進攻，於21日拂曉前先派兵一部潛入三道橋以北，掩護其餘部隊從正面進攻灄口之敵；步兵第四協（欠第七標）從滕子岡渡河進攻灄口之敵右翼；炮兵第一標在一道橋附近佔領發射陣地，轟擊三道橋以北敵軍，支援步兵作戰；步兵第七標及敢死隊為預備隊，在造紙廠西南端集結待命。為了配合這次進攻，軍政府還令步兵第三協駐青山的炮兵攔擊清艦上駛；在第二協主力通過三道橋後，立即派一支小部隊渡江，襲擾灄口清軍側後。漢口軍政分府在大智門、劉家廟設立糧台，負責接濟械彈糧秣。
10月21日拂曉，步兵第二協第四標在謝元愷率領下，潛行至三道橋北端，發起衝鋒。清軍以機關鎗猛烈掃射，封鎖三道橋。革命軍既不能前進，又無法機動，傷亡慘重，退守二道橋。步兵第四協從滕子岡渡江到達對岸，因地勢低窪，泥濘難行，加之清軍防守嚴密，進展困難。在得知正面進攻失利之後，遂自動撤回。當晚，軍政府再次召開會議，鑒於進攻受挫，決定暫取守勢。部隊在三道橋以南佔領險要地形，加緊構築工事，轉入防禦。
三、保衛漢口之戰
（一）雙方調整作戰部署
清軍從劉家廟退至三道橋北後，一面加固陣地，一面將重型火炮和集結於祁家灣一帶的第一軍主力調往前線，企圖先奪占劉家廟，爾後向漢口市區發展。其部署是：左翼為混成第三協，在鐵路以東佔領陣地；右翼為第四鎮，在鐵路以西佔領陣地。總兵力約一萬五千人。同時，令海軍艦艇配合作戰。
革命軍在三道橋以南轉入防禦後，其任務區分如下：步兵第二協防守二道橋以東地區；步兵第四協（欠第八標一營）防守二道橋至滕子岡一線；炮兵配置在一道橋附近，並以一部兵力佔領戴家山；第八標一個營及敢死隊為預備隊，配置在造紙廠附近；騎兵在左翼擔任警戒。總兵力約一萬人。同時，積極籌組步兵第六協，接替武昌防務；令步兵第五協作好支援漢口作戰的準備。
10月22日至25日，雙方都在積極進行戰前準備，除在二道橋一帶有零星接觸外，未發生大的戰鬥。
（二）革命軍節節阻擊清軍
10月26日晨，清軍水陸協同，向革命軍發動進攻。先由軍艦數艘，乘革命軍青山炮隊疏於戒備之際，駛至諶家磯附近，從翼側向三道橋以南革命軍陣地實施火力急襲。革命軍猝不及防，犧牲五百餘人。灄口的清軍在機槍和管退炮火力掩護下，乘機通過三道橋，沿鐵路兩側發動猛攻。革命軍依托工事頑強抗擊，終因減員過多，被迫後撤。上午10時，劉家廟復為清軍佔領，革命軍退守大智門一帶。
正當激戰之際，前線指揮張景良竟不知去向。中午12時，第四標統帶謝元愷自告奮勇，指揮部隊向劉家廟反攻。在距劉家廟五百多米處，戰士們上好刺刀，冒著彈雨，齊聲喊殺，勇往直前，與敵展開肉搏戰。清軍不支，紛紛逃竄，劉家廟又被革命軍奪回。革命軍追至造紙廠附近，遭敵阻擊，時已黃昏，遂停止進攻。
26日晚，軍政府鑒於漢口的革命軍傷亡較大（共計傷亡一千餘人），立即從武昌調步兵第五協、敢死隊兩大隊，從漢陽調步兵第一協一部，增援漢口，準備於第二天乘勝進攻，驅逐造紙廠之敵。同時，由新編步兵第六協（統領楊載雄）擔任武昌防務。軍政府對於臨陣脫逃的張景良不作斷然處置，僅令炮兵統領姜明經協助指揮。
27日凌晨，清軍集中更大兵力，先於革命軍發起進攻。其部署是：第四鎮從造紙廠正面進攻；混成第三協從戴家山、姑嫂樹迂迴革命軍翼側。革命軍依托陣地，堅決抵抗。而張景良既不親臨前線指揮，又不給部隊及時補充彈藥，以致戰不多久，部隊彈藥告罄，加之新兵不善於利用地形，部隊傷亡過大，不得不從劉家廟逐步後撤，退守大智門一帶。清軍進至洋商跑馬常
當晚，軍政府召集會議，研究配備缺額幹部，派炮隊二營增援漢口，派工程營幫助駐漢口各部隊趕築和加固工事；並致電湘、贛、陝等省，請速出兵，支援武漢。這時，清廷已召蔭昌回京，以袁世凱為欽差大臣，全權指揮武漢戰事；馮國璋為第一軍軍統，段祺瑞為第二軍軍統，並由馮國璋親往漢口督戰。
28日上午，清軍繼續沿鐵路向大智門猛撲，並以進佔洋商跑馬場之清軍，繞道三義橋，迂迴革命軍翼側。時張景良又不在戰地，部隊無人統一指揮。革命軍與敵反覆爭奪，因後援不繼，被迫從大智門後撤。據守歆生路的革命軍，依托堅固房屋，進行頑強抗擊，多次以衝殺肉搏打退清軍的進攻。
29日，清軍以重炮轟擊革命軍炮兵陣地。由於革命軍的炮
兵目標暴露，火炮和人員損失很大。清軍在優勢炮火支援下，不斷向前推進，相繼攻佔了歆生路口及華商跑馬常革命軍分別退守玉帶門及歆生路以南街市。此後，雙方展開了激烈的巷戰。
（三）革命軍撤離漢口
在激烈的戰鬥中，代理第四協統領謝元愷、炮兵統帶蔡德懋、敢死隊隊長馬榮等率先衝鋒，先後犧牲，第二協統領何錫藩亦中彈受傷。革命軍的領導骨幹不斷削弱，張景良又藏匿不出，前線指揮乏人，部隊士氣開始渙散。這時，黃興與宋教仁等由上海抵達武漢，黃被推舉為武漢革命軍總司令。黃興到任後，設總司令部於漢口滿春茶園，並立即到前線視察部隊，激勵士氣。當時，在漢口的革命軍尚有六千餘人，經過動員整頓，士氣復形高漲。時清軍已從大智門至玉帶門一線不斷向市區發動進攻，情況十分危急。黃興立即組織部隊分路反擊，一路曾突破清軍歆生路防線，但礄口一路為清軍所阻。
10月31日，袁世凱抵信陽接任欽差大臣，令馮國璋調集軍隊猛攻漢口。漢口的革命軍依托歆生路一帶的房屋樹木，與清軍逐屋逐段爭奪，使敵每前進一步都要遭受重大傷亡。清軍憑借優勢兵力火力，節節向市內進逼。軍政府急將駐漢陽步兵第一協大部兵力及武昌輜重第二營調往漢口增援。
11月1日晨6時，清軍從王家墩發起攻擊，革命軍依托堤防頑強抗擊，使敵一時無法突破防線。上午10時左右，清軍利用歆生路附近房屋作掩護，向革命軍右翼逼近，同時用火炮轟擊革命軍防守的據點。革命軍遭受重大損失，逐步後撤。清軍為使革命軍失去依托，竟不顧居民的生命財產，火燒歆生路一帶房屋，燒一段進一段，一直燒到沿江一帶。繁華的漢口市區頓時湮沒在一片火海之中。這時，駐守漢陽的第一協統領宋錫全擅自率部撤往岳陽（一說奉命撤退）。漢口的正面及左翼亦有少數革命軍官兵藉故退走。下午，漢口市區逐步為清軍佔領。黃興見漢口革命軍已被打散，無法挽回敗局，遂決定退守漢陽，等待援軍，再圖恢復。11月2日，漢口失陷。此次爭奪漢口之戰，雙方各死傷二千餘人。
四、保衛漢陽之戰（參見附圖二十四）
革命軍和清軍在漢口連日苦戰，均甚疲勞，雙方都需休整，作再戰準備。加之「海璞、「海容」、「海籌」等艦於11月1日宣佈起義，駛抵九江，加入革命軍，使清軍的渡江作戰增加了一定的困難。因此，暫時形成兩軍對峙的局面。
（一）清軍的進攻部署與「和談」陰謀
清軍攻佔漢口後，一面鞏固陣地，一面調運槍械彈藥及渡河器材，並繼續車運援軍南下。馮國璋召開軍事會議，研究下一步作戰行動。馮以曾國藩與太平軍作戰時力爭武昌的戰例，說明「昔日之勢，重在武昌，武昌以洪山為阨塞，洪山失則武昌不守，順流以取漢陽、漢口，如破竹耳。今日之戰，則重在漢陽，漢陽之大別（龜山）諸山，俯瞰武漢，如釜底一丸，下擲則全城瓦碎，不待攻而自破矣。為今之計，惟有先取漢陽，為攻心之上策」２。他決心先取漢陽，再攻武昌。當時清軍的配置是：第四鎮和混成第三協駐漢口；第五鎮駐孝感；混成第十一協從孝感南下新溝；另有清軍五千人進駐祁家灣。總兵力約三萬人。其進攻部署是：左翼為第四鎮，從漢水正面渡江，直接進攻漢陽。右翼為混成第十一協和炮兵十九標一隊，分甲乙兩支隊（各約一標兵力）迂迴漢陽翼側。甲支隊從新溝渡漢水，經蔡甸（今漢陽縣）向三眼橋進攻；乙支隊從舵落口渡漢水，向琴斷口進攻。另以第八協步兵一標為預備隊，在甲乙兩支隊後跟進。同時，在漢口歆生路、劉家花園、大智門、招商局、華商跑馬嘗礄口及沿江一帶，設置炮兵陣地，支援渡河部隊。又在漢水口附近強索民船，進行佯動，掩護迂迴部隊渡河。經過十多天的準備，逐步完成了進攻部署。
正當袁世凱、馮國璋部署向漢陽進攻之際，從保定移防石家莊的清第六鎮統制吳祿貞，與駐灤州的第二十鎮統制張紹曾和山西革命黨人聯絡，準備響應武昌起義，回師京城，並在石家莊截留運往武漢的軍火一車。袁世凱為了穩住北方，消除北上組閣的威脅，收買兇手於11月7日刺殺了吳祿貞。不久，張紹曾被「開出差缺，解除兵柄」。但此時雲南、貴州、浙江、江蘇、安徽、廣西、福建、廣東等省已先後宣佈獨立，清廷正處在四面楚歌之中。面對全國迅猛發展的革命形勢，和武漢革命黨人在軍事上的暫時挫折，老奸巨猾的袁世凱在帝國主義唆使下，派親信於11月10日到武昌進行「和平」試探。因其堅持以君主立憲為停戰議和條件，雖為黎元洪所接受，卻被革命黨人拒絕。袁世凱誘和不成，遂令馮國璋積極準備進攻漢陽。
漢口失陷後，軍政府內部對是否防守漢陽，進行了激烈的爭論１。最後決定固守漢陽，並電請起義各省迅速出兵，合攻清軍。軍政府一面整頓隊伍，組建新軍（即步兵第七協，統領為鄧玉麟；步兵第八協，統領為羅洪升）；一面在漢水沿岸及險要地點加緊構築工事，部署防禦。11月2日，黃興返武昌後，許多革命同志主張戰時總司令應與都督平行，而立憲派和革命黨人中的妥協分子，為了保持湖北軍政府在全國的領導地位，堅持總司令要受都督節制，結果後者佔了上風，於11月8日傚法劉邦拜韓信為大將的故事，演出了一場由黎元洪登壇拜將的「鬧劇」。黃興受命後，即赴漢陽，在昭忠祠組織司令部，在歸元寺設立糧台，積極佈置守城事宜。當時，退駐漢陽的革命軍不足五千人，經過補充，加上新從武昌調來的步兵第六協，共約萬餘人。適湖南援軍王隆中、甘興典二步兵協（均不滿員）於11月6日、9日先後開抵漢陽，總兵力增至二萬餘人。漢陽革命軍沿漢水，背龜山、黑山、仙女諸山，由東向西，自南岸嘴經琴斷口至三眼橋一線，劃區設防。11月11日，其部署如下：步兵第四協防守南岸嘴至兵工廠一線；步兵第五協（欠第十標）防守兵工廠與鋼藥廠；步兵第二協第四標防守鋼藥廠至黑山西麓；湖南援軍第一協及工程兵一隊防守割絲口至琴斷口一線；湖南援軍第二協及工程兵兩個隊防守美娘山、三眼橋、扁擔山一帶，並向蔡甸方向警戒；炮兵在大別山、黑山、仙女山、扁擔山佔領發射陣地；步兵第六協在七里鋪、步兵第十標在歸元寺為預備隊。由於設防沒有重點，因而處處兵力薄弱。
（二）革命軍反攻漢口失利
黃興到達漢陽後，隨著全國革命形勢的發展，以及湖南援軍的到來，漢陽防務的逐步就緒，產生了急於收復漢口的思想。對此，軍政府內部很多人表示反對，認為目前新兵太多，又缺乏訓練，不宜馬上反攻。黃興不採納這些正確意見，反而輕信他的軍事顧問、日本人大元大佐關於漢口清軍「不難擊滅」的意見，並受王隆中聲言如不反攻即率部返湘的要挾，決定反攻漢口，先發制人，以求打亂敵人的進攻計劃。其部署是：以湖南援軍第一、二協及武漢革命軍第五協（欠第十標）為主攻部隊，從琴斷口渡河，分左、中、右三隊佔領博學書院一帶堤防，然後向玉帶門方向前進，攻擊清軍右翼。步兵第四協、第六協為助攻部隊，俟主攻部隊渡河並發起攻擊後，即由漢陽東北端渡河，在龍王廟登岸，向中國街前進，攻擊清軍左翼。炮兵第一標（欠一營）渡河後在博學書院西南佔領發射陣地，支援步兵作戰。步兵第五協第十標和其餘部隊為預備隊，渡河後，在博學書院西端待命。
11月16日下午5時，工程營在琴斷口架橋完畢。當晚10時，主攻部隊陸續渡河，抵達預定地點，即向玉帶門方向攻擊
前進，很快推進至玉帶門附近。後由於清軍猛烈射擊，部隊傷亡較大，遂停止前進。17日晨，革命軍再次發起衝擊。清軍不支，逐步後撤。上午9時許，湖南援軍第一、二兩協進至居仁門一線，武漢革命軍第五協進至王家墩。黃興即令步兵第四協和第六協奮勇渡河，攻擊清軍左翼，以收夾擊之效。但該兩協在渡河時，遭到清軍機關鎗猛烈掃射，搶渡未成，使主攻部隊失去了有力支援。不久，清援軍到達，在炮火及機槍火力掩護下，向革命軍反擊。革命軍第二協及第五協在清軍壓力下，首先退卻，牽動全線。黃興下令停止退卻，部隊皆不聽命，不得不率軍返回漢陽。這次作戰，革命軍傷亡較重１，不僅沒有達到預期目的，反使士氣受到很大的挫傷。
（三）革命軍退出漢陽
革命軍退回漢陽後，一面從武昌調步兵第七協一個標增援漢陽；一面部分地調整了部署，命第二協第四標專任兵工廠防禦，黑山至割絲口一段，令步兵第六協接替。同時，購買麻袋，於各要隘盛土為堡，並在漢江沿岸增架鐵絲網、鹿砦，於三眼
橋隘道處埋設地雷，以加強防禦。但是，黃興對清軍的進攻部署，卻作出了錯誤的判斷。他認為清軍主力在漢口龍王廟至玉帶門一線，漢陽正面是敵人的主要進攻方向；對於從孝感、新溝南下，迂迴側擊漢陽的大批清軍，認為是敵人的牽制部隊，未予足夠重視，僅派少數步、騎兵前往蔡甸設防。這一錯誤判斷，對漢陽的防禦作戰影響很大。
清軍在革命軍反攻漢口受挫後，便於11月20日按既定部署向漢陽發起進攻。其右翼甲支隊約二千人從新溝渡過漢水，未遭多大抵抗，即將漢陽的門戶蔡甸佔領，並迅速推進至漢陽以西的三眼橋附近。乙支隊也在舵落口架好浮橋，準備渡河。21日，甲支隊以騎兵營為先導，向三眼橋發起衝擊，遭革命軍阻擊，不得前進。這時，在漢水正面的清軍，先以炮火向據守琴斷口、美娘山的革命軍陣地猛烈轟擊，繼以步兵搶渡舵落口，進攻琴斷口。經近一小時激戰，清軍乙支隊佔領了琴斷口。22日，清軍甲支隊因正面進攻三眼橋失利，於橋南蔣家渡架橋，企圖強渡，被駐守湯家山的革命軍炮兵擊退。乙支隊從琴斷口向革命軍右翼陣地美娘山進攻，亦未得逞。清軍在進攻三眼橋接連受挫後，遂集中兵力於琴斷口方向，向美娘山發動猛攻，於23日下午1時攻佔該山。革命軍趁其立足未穩，實施反擊，使美娘山失而復得。這時，漢口礄口一帶清軍，使用民船十餘隻強行渡河，企圖從正面進攻，結果被革命軍炮火擊退。為了減輕漢陽的壓力，革命軍步兵第三協派兵一部，在海軍１支援下，從武昌青山渡江，佔領諶家磯，向劉家廟進攻，襲擊清軍後方。清軍猝不及防，退至二道橋附近。次日，清援軍乘車趕到，以機關鎗猛烈掃射，革命軍遭受重大傷亡，被迫退回青山。
24日，清軍陸續增兵於美娘山方向。凌晨，在炮兵支援下，很快攻佔了美娘山、仙女山。黃興鑒於仙女山之敵可以瞰制漢陽，側擊大別山，對漢陽威脅甚大，遂令預備隊陸續投入戰鬥，進行反擊。因有的部隊不聽指揮，以致未能奏效。清軍甲支隊乘勢進攻三眼橋革命軍陣地。革命軍被迫退守鍋底山、扁擔山。經反覆爭奪，終因力量懸殊，鍋底山、扁擔山及磨子山相繼失守。25日，革命軍從各部隊挑選耙死隊百餘人，乘夜進行反擊，奪回了磨子山。由劉玉堂率領的湖南援軍一標，剛抵漢陽，亦立即投入戰鬥，奪回了扁擔山。清軍集中炮火向革命軍射擊，劉玉堂不幸中彈犧牲，部隊相繼潰散，磨子、扁擔兩山復被清軍奪占。至此，漢陽周圍的制高點已大部為清軍控制。革命軍在爭奪上述各山過程中，傷亡較大，已無力進行反攻。26日，革命軍在黑山、十里鋪一線組織防禦。在各路清軍進逼下，革命軍的防線很快被突破。這時，駐漢口的清軍從礄口渡過漢水，側擊黑山。革命軍腹背受敵，遂不聽黃興指揮，紛紛撤退。湖南援軍第一協退往武昌，第二協從鸚鵡洲返回湖南。黃興見敗局已定，遂下令將兵工廠的武器彈藥運往武昌。27日，清軍佔領大別山，進據漢陽城。
此次戰鬥，革命軍傷亡三千三百餘人，清軍亦死傷慘重。清軍面對長江天險，又無海軍支援，同時為了給「和談」留下餘地，沒有馬上進攻武昌。武漢戰場再次呈現隔江對峙的局面。
漢口、漢陽保衛戰，革命軍在作戰指揮上有不少失誤，諸如偏重於從正面與兵力火力均佔優勢的清軍爭奪陣地和街道，未能充分利用道路紛歧、街道縱橫的特點，迂迴側擊敵人；讓內奸張景良充當前線指揮，並在已經發現其有瀆職行為後仍不作斷然處置；不顧主客觀條件，貿然反攻漢口；將漢陽設防重點放在漢水岸邊，未能以更多兵力控制翼側和制高點，也未掌握足夠的預備隊，等等。這些，都是導致漢口、漢陽失守的重要原因。盡避如此，革命軍為保衛漢口、漢陽，與敵人進行了四十多天的浴血奮戰，充分表現了英勇頑強、不怕犧牲的革命精神。它打破了清政府妄想以北洋精銳之師，一舉將革命起義扼殺在搖籃中的企圖。經過革命軍的頑強抗擊，給維護清王朝的反動支柱——北洋軍以重大殺傷，使全國各地革命黨人受到巨大鼓舞，為各省組織起義贏得了時間，對全國產生了重大的影響。