黄兴不顾意见不统一，于11月16日夜渡汉江攻打汉口，但打了一天以失败告终，这让汉阳守军士气受挫。而冯国璋受到革命军进攻十分恼火，屡次电请攻打汉阳，21日终于等到袁世凯命令，于是下令当天夜里渡江，拂晓发动进攻。双方激战两天，汉阳外围由革命军控制的美娘山、三道桥、锅底山、扁担山相继失守。黄兴亲自坐镇前线，军政府机关人员也前来助战。双方打得十分激烈，彼此伤亡惨重。冯国璋所率的北洋军训练有素，而且经过多次实战，又加攻城炮火占据优势，到了26日晚，革命军全线崩溃，黄兴的指挥已经无人听命。27日中午，北洋军占据了汉阳城外的制高点龟山，居高临下轰击汉阳。革命军纷纷渡江退往武昌，汉阳经七天激战，被北洋军攻占。
这一仗革命军伤亡三千余人，长江水为之染红，尸体漂到对岸武昌，堆积堤边，受伤未死者呻吟不绝，情形极为凄惨。黄兴退回武昌，主张革命军全部撤离，到南京城外与苏浙联军会合，一起攻打南京，在那里建立革命中心：“汉阳地势最高，实为三镇屏障。如今汉阳已失，武昌已在龟山炮口之下，且武昌城四通八达，利攻而不利守。再论兵力，我军八协如今只存两协，其余则伤亡、溃散，士气低落，难以再战。若论武器，山炮、野炮四百余尊皆在汉阳一战中损失殆尽，现存武昌者，不过数十门小口径山炮。如果敌军渡江，则有全军覆没之虑。”
然而湘鄂籍的革命党人都不同意，军务部副部长张振武大声抗议道：“总司令何必长他人志气，灭自己威风。我有长江天堑，北军并无战舰，岂能飞渡武昌？不出旬日，援军齐集，武昌便固若金汤！此时怎可轻弃！”
黄兴解释道：“武昌孤城不易守。如今苏浙赣皖已经连为一片，革命军集聚南京，以此为中心，便于攥指成拳，其势易固。”
孙武不屑地说道：“苏浙连为一片不假，湘鄂如今不是也连为一片吗？听说南京城里张勋顽固不化，胁迫张人骏、铁良负隅顽抗。金陵城高墙厚，不见得比武汉三镇容易攻破。即便攻下南京，不过是洪秀全一般的结局，并无可取之处。而武昌不守，南京若攻不下，吾鄂革命党人，天下便无容身之地！武昌为兵事重地，倘不死守，则东南摇动，望风披靡，大敌当前，有敢言弃武昌者，斩！”
两人咄咄逼人，黄兴无话可说。连失汉口、汉阳，而且损失惨重，他实在无话好说。眼见众人对他的指挥能力已经产生怀疑，再留在武昌也难有作为，而说服武汉革命军东下根本不可能，他于当夜挥泪离开武昌，东赴金陵。
与黄兴同时离开武昌城的，还有都督黎元洪，他对亲信下属道：“武昌城断难坚守，黄司令的想法对头。可是这帮狂妄的年轻人根本不知道利害。北军一旦占据武昌，我恐怕就被朝廷砍头，所有剪掉辫子的人恐怕都不能幸免。”
有人欢喜有人忧。攻克汉阳的消息让朝廷极为兴奋，立即电寄冯国璋：
据电报初六日军情，览悉将士连日苦战，忠勇可嘉，现已夺回龟山等处，尤属异常奋勇。著赏给银二万两，由度支部发给。冯国璋著赏给二等男爵。其余出力将弁，著冯国璋查明拟奖，候旨施恩。其伤亡兵弁，著一并查明具奏，分别从优抚恤，以作士气而慰忠魂。
冯国璋十分激动，对身边的亲信幕僚道：“我一个穷小子没想到也封爵了，这实在是天恩高厚，我要好好出力，报效朝廷。”
他立即电告袁世凯：“汉阳城下，武昌城孤，民军四散，武昌唾手可得，此机万不可失。愿极早率军渡江，一鼓**平。”
然而袁世凯回电，说军士苦战，急需休养，只可隔江炮击，不可轻率渡江，以策万全。大捷之后，犹勿骄勿躁，非奉令，不可轻举妄动。
接此电报，冯国璋十分失望。有幕僚给他出主意道：“袁总理不想让军门建奇功，军门不妨绕过袁总理，直接上奏太后拨给军饷，由将军独自承担攻克武昌的大任。”
冯国璋摇摇头道：“如今奏请都已经暂停，什么事也绕不过他。”
