1901年11月13日,孙中山在庇能(今马来西亚槟榔屿)召集黄兴、赵声、胡汉民和海外与东南各省的代表举行秘密会议。会议决定召集同盟会精英,在广州发动武装起义。
1911年1月,黄兴与赵声在香港成立起义领导机关“统筹部”,以黄兴和赵声为正副部长并负责领导起义。除了分派革命党人前往长江流域联络革命团体响应外,他们还着手在广州设立办事、联络、藏军械以及制炸药的秘密据点30多处,并且发动广州新军、防营、巡警、南海与惠州等地会党参加起义。他们以同盟会会员为骨干,组织成一支800人的敢死队,并计划分10路向广州进攻。原定4月13日起义,由于同盟会员温生才8日单独行动,枪杀广州将军孚琦,省城戒严,起义没能如期发动。4月23日,黄兴由香港潜入广州建立起义指挥部,并决定在4月27日起义。27日下午5时30分,黄兴率林时爽、方声洞、林觉民、朱执信等敢死队120余人,攻入两广总督衙门,当时总督张鸣歧已经逃走,黄兴于是率众焚烧督署后冲杀出来,并与水师提督李准的卫队发生十分激烈的巷战。他右手断两指依然坚持指挥,最终只剩下一人避入一家小店,改装出城。
这次起义因未广泛发动群众,加上陈炯明以及姚雨平没有及时率部响应,从而导致起义失败,起义人员多数战死,其中包括林时爽、林觉民、方声洞、喻培伦等。事后,由善堂殓收72具烈士遗骸,合葬在广州城外东北郊红花岗。同盟会员潘达微认为“红花”虽艳,却不如“黄花”斗霜傲雪,觉得“黄花”之风骨更能表现烈士精神,遂改名黄花岗。“黄花岗七十二烈士”由此而来。