唐青盈這一路革命軍在大火與槍炮聲中繼續往前猛衝，敢死隊衝到了督署門前，遭到了清兵的猛烈射擊，附近正好有一個布衣店可以進去躲避子彈。
當時布衣店老闆正在店裡忙着搬布，公韌急忙制止他說：“活命要緊，請老闆趕緊躲一躲。”老闆不聽公韌的話，仍然在繼續搬布，公韌趕緊又喊：“槍彈無情，再不躲一躲的話，我們就打炮了。”那老闆已經把布堆在了一起，他從桌子底下摸過了一桶煤油說：“請義士快快點了布，好讓大炮狠狠地打擊清狗子。”
公韌聽了吃了一驚，說道：“你既然這樣通曉大義，你店的損失，我們一定如數賠償。”那老闆點了點頭說：“賠不賠以後再說，同是漢人，我也只能做這一點點小事。趕快動手吧！”
布匹上潑上了煤油，大火熊熊燃燒起來，不一會兒，火苗竄上了天空，把督署照得如同白晝一般，就連督署門前的旗杆，都照得清清楚楚。蛇山炮隊一陣炮彈，只轟得督署裡面牆倒屋塌，殘垣斷壁，鬼哭狼嚎，死傷一片。
這時三路進攻的隊伍，都在督署外面會合。熊秉坤、蔡濟民、馬榮立即組織部隊，再次向督署發動進攻。督署裡的清兵抵抗不住，全線動搖，有的換上便衣從督署後面的牆洞裡逃跑，有的紛紛從側面牆上跳下來，亂跑亂竄。
有些革命軍捕獲了一個衙役，把他送到了楚望臺，由吳兆麟親自審問。
吳兆麟問他說：“不知道瑞徵這個老小子怎麼樣了？你要說實話，不說實話，立即斬首。”那個衙役嚇得趕緊說：“瑞徵、鐵忠和一些人早從督署後面穿了個洞逃走了，跑到了長江裡的楚豫兵艦上。”
吳兆麟還不相信，問：“不要胡說，胡說的話，也要斬首。”那衙役說：“小人有幾個腦袋，不敢胡說，我說的句句是真，是我親眼看見他們逃走的。”吳兆麟這才知道，瑞徵已經逃出了城外，督署內已是羣龍無首，不禁心中大喜。他一面將瑞徵逃跑的消息，傳知各隊，一面命令各隊繼續猛攻督署。
各隊知道瑞徵已經逃走，無不歡欣鼓舞，精神百倍，繼續向督署發動更猛烈的進攻。熊秉坤命令部隊稍微後退，通知蛇山炮隊猛烈炮擊。一陣大炮轟擊之後，督署圍牆塌了一片，只有清軍教練隊還在拼死抵抗。
炮一停，敢死隊和革命軍立即衝進了督署，和敵人短兵相接，展開了激烈的肉搏。敢死隊員拿着煤油，燃燒敵人的重要目標，火一起，各處大炮繼續轟擊，目標一個接一個被擊中，不少的敢死隊員在放火中壯烈犧牲。
敵教練隊退到了大堂內，清軍用幾十挺機關槍，封鎖住了革命軍的進攻道路，火炮根本用不上，不少的革命軍倒在了空曠的大堂外。敢死隊員卻毫不畏懼，繼續以半環形包圍圈前進，他們前仆後繼，不斷地到大堂內放火，大堂內終於燒起來了，清軍無處可退，燒得渾身冒油，非死即傷，還有一口氣的被革命軍一一擊斃。
清朝在湖北的最高權力機關——湖廣總督署，終於被革命軍攻克了。
守衛督署的騎兵隊隊長朱明超，帶了20名騎兵衝出了督署，急忙逃到了文昌門內的張公館，要求面見張彪。可是張彪的衛兵守着大門，死活不讓進去。朱明超急了，拔出了手槍，領着人就衝了進去。
張彪一見這麼些人帶着槍進來，不知道來人用意如何，心裡發憷，嚇得渾身起了一層雞皮疙瘩。朱明超略微施了一個軍禮，說：“張統制，督署已被革命軍佔領，請統制暫避一下。”
張彪這才知道來人不是來殺自己而是來救自己的，心裡才略微鬆了一口氣，眼見大勢已去，不知道該怎麼辦，只好進屋去和四姨太商量。
四姨太說：“逃命要緊，趕緊帶着咱們的細軟及存款，先到漢口躲避一下，你不是和日租界的大倉經理菊三郎挺熟嗎。”張彪一聽也對，急忙叫人收拾東西，準備逃往漢口。
正在這時，平湖門外輜重第8營督隊官安祿華也來了，要求面見張彪，張彪馬上叫他進來。他進來報告說：“輜重營內沒有一個革命黨，極爲安穩，請統制先到輜重營去躲避一下。”
張彪一聽，十分高興，命令安祿華、朱明超二人帶着馬隊和全體衛兵護送着自己及其家眷從平湖門出城。出了城後，張彪覺得這些家眷實在不讓人放心，先派船將其家眷送往漢口。
張彪到了輜重第8營，該營管帶蕭國安即來請示說：“現在瑞制臺和鐵忠大人已經走了，聽說到了楚豫兵艦，也不知道楚豫兵艦現在何處。城內已被革命軍佔領，革命軍太盛，輜重營一營人恐怕阻擋不了，況且人心叵測，此營士兵早晚得受到革命軍波及，請大帥早早拿定主意？”
張彪不敢做主，支支吾吾，不知道該怎麼辦。蕭國安說：“倒不如將輜重營帶到漢口或漢陽一個清靜地方，再從長計議。”
張彪想了想也沒有別的好辦法，於是將輜重第8營一部分帶到了漢口劉家廟，另一部分臨時駐紮在漢陽兵工廠附近。
革命軍乘勝攻擊，下一個目標就是湖北藩署。10月11日天明，以41標胡廷佐主攻，蔡濟民派部隊協助，再加上鳳凰山炮兵陣地發炮轟擊，布政使連甲率衛兵抵抗不住，拂曉時單身越牆逃走。
衛兵們一看連甲逃跑了，也搶了一些金銀元寶紛紛逃走。一些亂民早就瞅準了藩署的財幣，也乘機鑽進了藩署，想乘機搶劫。
這時革命軍正好衝進去，眼看着許多人拿着金元寶往外跑，大聲呼喊，根本制止不住，當時就開槍擊斃數人，才制止住這場騷亂。
蔡濟民又派上士兵嚴密把守，外人一律不得入內，否則格殺勿論，而守庫的士兵卻不動藩署裡的一文錢。藩庫裡頭滿是金磚、銀錠、銀元、紙幣、各種票據，是湖北全省的大金庫，在雙方激烈的交火中它能比較完整地保存下來實爲僥倖，藩署的保存爲革命軍奠定了豐厚的財政基礎。
此時城內的剩餘清軍已是無頭之鳥，又因爲電話不通，內外隔絕，只好龜縮營內，勉強維持。到了天明，只見武昌城內各處遍插白旗，街上的士兵一個個臂纏白布，到處都是革命軍。
吳兆麟又派革命軍到各城門嚴密把守，不許一般人出入，又派人到各行政機關、學校、兵營催促起義，否則以炮火轟擊。各機關、學校、兵營的剩餘人員只好臂纏白布，齊集楚望臺起義。
10月11日上午，武昌全城爲革命軍佔領，九角十八星旗高高地飄揚在黃鶴樓樓頂上。一江之隔的漢陽、漢口也受到了震盪，寬寬的長江，阻擋不了來自武昌的振聾發聵的巨大沖擊波。