因为黄兴屡次生事，并打乱了袁世凯的计划，袁大都督下令向黄兴和他的党羽所在的汉阳发起进攻，给他一些教训。而黄兴的主力部队，则是他同乡的湘军。他手下侦查到北洋军并未重兵镇守汉口，便派遣湘军第一协和湘军第二协，鄂军步兵第五协以及敢死队兵分三路进攻汉口。
彼时阴雨绵绵，尽管北洋军士兵都躲在民房里没有站岗，但是起义军抵达汉口的时候一个个冻得够呛。北洋军见状也毫不客气，立即对其中左路的湘军第二协采取包围战术，湘军第二协惊慌而退，并冲散了第二协后面的鄂军第五协第十一标，其他各路见状也纷纷退去。
黄兴组织的这一次偷袭，当真是赔了夫人又折兵，而他本人将此失败归咎于带队军官的无能，遂即斩鄂军第五协第十一标标统杨选青。杨选青是湖北人，起义前几天刚刚结婚，本来在家里休婚假，听闻武汉起义，立即参加了革命，没想到却因为湘军撤退冲散了他的队伍，反倒被黄兴给砍了头，挂在电线杆上，表示如果还有谁指挥不利，以此下场。
然而黄兴的警告反而引起了军中的不满情绪，是你黄某人的心腹湘军冲散了我们湖北人的军队，你反倒杀了我们湖北人的军官，许多湖北起义军选择了偷偷离开军队，回家种田去了。黄兴见湖北军队士气大跌，更加认为湖北人不善战，但他也知道自己杀了杨选青却不杀冲散杨选青的第二标统领，实在是有一些说不过去，于是挥泪杀了湘军第二协协统甘兴典。
尽管湘军大将甘兴典被杀，然而却丝毫没有让湖北新军有一丁点的感激执行，驻防在汉口的起义军士气大跌。
天晴之时，北洋军对汉口黄兴部队发起攻击，清军第一个进攻点便是鄂军驻防的三眼桥，鄂军上下接力抵抗，北洋军久攻不下随即退去。与此同时，北洋军另一部分对琴断口发起进攻，而驻防在琴断口的则是黄兴的心腹部队湘军第一协，只用了一个小时的时间，北洋军便占领了琴断口，湘军第一协就跑了。
随后北洋军猛攻三眼桥，但守军极其顽强，双方反复争夺，鄂军指挥官周决胜重伤不下火线。黄兴本以为鄂军必然会逃走，没想到逃走的却是自己的心腹，于是他下令湘军立即回援，务必守住三眼桥。黎元洪也深知三眼桥的重要性，随即派出鄂军第二协支援。
双方在三眼桥血战三天三夜，湘军协统刘玉堂被炮弹炸死后，湘军深感战胜不了北洋军，随即擅自逃走。湘军的撤退让三眼桥的鄂军独木难支，尽管黄兴以身作则，甚至手持步枪和指挥刀站在第一线指挥作战，只可惜北洋军越战越勇，越打越精，起义军死伤惨重，不得不从汉阳撤军。
汉口已失，汉阳又失，如今武汉三镇只剩下鄂军所在的武昌了。
诸败军聚于武昌召开会议，分析战败原因，黄兴作为指挥官自然首先发言，他认为军官不行，士兵不行，军火不行，建议放弃武昌，进攻南京。
湖北众人顿时大怒，张振武起身呵斥道：“武昌是我们首义之地，我们当与武昌共存亡，无论如何不能放弃。如果人说放弃武昌，当立即处斩。”随即拔出手枪，啪地一声放在桌子上，双目圆睁怒视同盟会的几个人。
黄兴见大家将矛盾指向他，只好请黎元洪私下说，自己愿意去上嗨请求援军，如果能够攻克南京，必定会带兵援助湖北，随即当夜狼狈离开，再也不给湖北革命添乱了。
尽管后世对黄兴的评价很高，认为他是革命领袖，认为他依靠着坚强的意志不断斗争，是革命旗帜，但是就军事指挥而言，他的能力只能指挥一个班。而国民党的前身同盟会，又是一个内斗内行外战外行的党派，排挤同僚的手段层出不穷，可是面对北洋军的时候始终没有任何办法。后世有史学家曾经为黄兴辩解说，黄兴面对的敌人都是非常强大的敌人，可是这话似乎忘记了抗日战争所有中国将领面对的日军都是强大敌人，这些将领依旧能够跟日军斗一斗，而黄司令呢，能把比较好的革命形势带成一团糟，也是一种本事。
黄兴一走，湖北众人重新选举，黎元洪委任蒋翊武担任前线指挥司令，并派遣诸将收拢散兵，同时向全国发出电报请求各省援军救援革命。彼时江西、川省、陕省等省份革命者或者军政府纷纷派遣援军抵达，起义军重整士气。
而袁世凯在占领汉阳之后，认为自己威慑革命党的目的已经达到，于是便下令军队以长江为界，不得向武昌进攻。次日，袁世凯委托英国公使朱尔典与武昌城的黎元洪沟通，重新提议两军停战，掩埋尸骨。
黎元洪自然愿意，于是双方决定暂时停战，纷纷派遣志愿者或者医疗兵进入汉阳收拢尸体，或者掩埋或者焚烧。经过简单统计，汉阳一战，湘军鄂军阵亡四千余人，而北洋军阵亡不过几百人，双方战斗力高下立判。
与革命党秘密和谈的袁世凯，随后乘坐火车，返回北京，他准备开始向清廷逼宫了。
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