十月十一日，汪兆銘於天津意大利租界寓所成立中國同盟會京津保支部，汪任支部長，並組織暗殺隊，汪自為隊長。汪和武昌首義的同誌沒有什麼連係，武昌方麵這時已派了胡鄂公為鄂軍政府駐北方全權代表，主持北方革命。汪既以同盟會北方支部長為號召，而革命同誌很多不滿意汪和袁勾結，所以和胡鄂公商量，成立鄂軍代表辦事處於天津，分設北京、天津、保定、通州、石家莊總指揮處。十月二十四日又在天津英租界小白樓組織北方革命協會，這時汪兆銘已去上海。十月二十八日革命同誌在任丘、雄縣揭竿而起，被當地駐軍擊潰，殉難誌士有耿世昌、馮傑、戴國棟、李啟明、鄭玉成、羅子雲、劉長雄、馬榮華、趙世鐸等百餘人。這是第二次舉義。
十一月十四日（即民國元年1月2日）灤州駐軍三營宣布獨立，舉第二營營長王金銘為灤軍都督，第三營營長張建功為副都督，第一營營長施從雲為灤軍總司令，白毓昆為參謀長，先後通電致袁世凱，表明共和主張。電文：
“自武漢事起，各省響應，勢如奔濤，足見人心之所向，非兵力之所可阻也。全國人民望共和政體，甚於枯苗之望雨。誠以非共和難免人民之塗炭；非共和難免後日之革命。我公身為總理，係全國之總代表，決不能以一人之私見，負萬民之苦心，況刻下停戰期迫，議和將歸無效，全國人民奔走呼號，驚惶之至，而以直省為尤甚，是以陸軍混成四十協官兵等，駐紮直省，目睹實情，不能不冒死上陳，有瀆尊聽。查前奏之信條內，開有軍人參政之權，刻下全體主張共和，望祈我公詢及芻蕘，不棄鄙拙，速定大局，以弭亂事而免慘禍，實為至禱。臨發百拜，不勝惶悚之至。”
袁世凱接獲灤州獨立的警報，乃派開平鎮總兵王懷慶和曹錕率領大批人馬進攻。至二十日張建功的第三營內變，灤州遂告陷落，王金銘、施從雲、孫諫聲、陳濤均奮戰死難。這是一次最嚴重的損失，因為孫諫聲、陳濤都是北方同誌中的佼佼者。孫、陳在這次戰鬥失敗後，單騎馳入敵陣，橫槍四射，遇者披靡，及至彈盡力竭，遍體創傷，猶大呼革命萬歲，清軍嫉恨之甚，竟於死後剖破其腹，支裂其體。這是第三次舉義。
南京革命政府成立後，北方革命黨人更趨積極，由錢鐵如、蔡德辰、熊得山、羅明典等聯絡北京、通州一帶毅軍各營，擬於十一月二十一日（民元的1月9日）起事，不幸因接濟未到而展期。通州方麵係由蔡德辰主持，機關設在王丕丞家，不料有餘臨江向清軍告密，召引毅軍圍搜王宅，王家父子三人王丕丞、王洛增、王斌及蔡德辰、楊兆麟、雷竹村、張雅堂等共七人被捕殉難。這第四次舉義的計劃亦告失敗。
通州革命機關是在十一月十五日（民國元年1月9日）被破獲的，北京同誌正準備召開會議商討補救辦法，恰因同誌羅明典、張先培得到一個消息說袁世凱將於第二天早上上朝，於是錢鐵如、張先培、傅思訓、羅明典、鄭毓秀等十餘人遂集議商量，決定先暗殺袁世凱，以除去革命的真正障礙。討論結果，分四組進行：第一組張先培、傅思訓、許同華、黃永清、陶鴻源等隱匿於三義茶葉店樓上；第二組黃之萌、李懷蓮、李獻文、蕭聲、薛榮在祥宜坊酒樓偽裝飲酒；第三組錢鐵如、曾正宇、楊禹昌、覃秉清、邱壽林等在東安市場前徘徊；第四組吳若龍、羅明典、鄭毓秀則共乘馬車一輛，遊弋於東華門、王府井兩大街之間。當時東華門、王府井軍警夾道林立。11月16日上午11時45分，袁世凱乘雙馬車出東華門，過東華門大街，向外務部新衙門前進。張先培自三義茶葉店樓上看到袁的馬車到了麵前，乃扔下一個炸彈，怎知袁的馬車走得快，炸彈落在馬車後爆發，這時袁的馬車已到達了祥宜坊酒樓前，黃之萌、李獻文乃各擲一彈，其中之一竟炸中了馬車，彈發車覆，當場死馬車夫一人、護衛管帶袁金鏢、護衛排長一、親兵二、馬巡二、路人二、騎馬兵三。第三組在東安市場徘徊的錢鐵如和第四組乘馬車的吳若龍、羅明典、鄭毓秀聞炸彈聲，遂以手槍和炸彈威脅沿街夾立的軍警。
一個人不能不說是有命運，袁世凱這一時期實在是黃金時代，遇事逢凶化吉。他的馬車雖被擊中，他卻隻是被扔出車外，未受絲毫傷害，衛兵們立刻扶袁改騎馬脫出炸彈的濃煙，袁並於馬上下令還擊和搜捕。這時張先培見袁下馬，乃衝向前，欲以手槍擊袁，還沒有發槍，袁的衛兵卻已射中了張的前額。張於是跌倒地上，黃之萌趕來救援，兩人在馬路中間和袁的衛隊互相槍戰，而袁則在其他衛隊的護衛下，安全脫走了。接著大批軍警趕至出事地點，當場捕獲了張先培、黃之萌、楊禹昌、陶鴻源、薛榮、李懷蓮、許同華、傅思勉、黃永清、蕭聲等10人。當天晚上就由袁世凱的特務頭子、營務處總理陸建章親自審訊，其中有七個人由外國新聞記者出來保釋，隻有張先培、黃之萌和楊禹昌是在射擊時被捕，罪證確實，立即執行槍決。被保釋的七人據說是鄭毓秀去找外國記者。