江南制造局是清朝在上海地区最坚固的堡垒，生产、存储了大量枪炮弹药。制造局总办张士珩在武昌起义后日夜戒备，亲自带着卫队巡查守备，严密控制工人。李平书曾劝他不要接济清军军火，张士珩不听。李平书再开导他说：“清朝人心开始瓦解，你就是守住一个区区的制造局，又有什么用呢？不如为自己筹划保全之策。”张士珩还是不听。看来他是顽固到底，只能硬拼了。陈其美带上人强攻，子弹如雨、炸药横飞，张士珩死命地反抗。激战了数小时，起义军硬是攻不下制造局。陈其美着急上火，头脑一热，决定单枪匹马进入制造局给张士珩做思想工作，试图像之前争取清朝军警和民间商团那样把张士珩争取过来。结果张士珩没被争取过来，陈其美反倒自投罗网，被扣为人质。李燮和闻讯，火速组织起义军警全力赴援。围攻制造局的起义军实力大增，攻势一阵超过一阵。张士珩见大势已去，这才逃入租界。起义军占领制造局后，到处寻找陈其美，最后在厕所旁储藏钢铁的小房里找到戴着镣铐、发辫系在墙上的陈其美。他已经被折磨得手足麻木，不能走动了。
江南制造局被攻占的时间是4日上午8时，此举宣告上海光复。陈其美被推举为沪军都督。
上海决定提前起义，并没有及时通报杭州。当时蒋介石正在从上海返回杭州的火车上——之前他去上海接收了一批敢死队员。11月3日晚上，蒋介石和敢死队员分住在杭州城内奉化试馆及仁和火腿店内待命。当天深夜，杭州同志们才得知：“陈其美已在上海发难，光复在即。”一时间，大家摩拳擦掌，不甘落于人后。杭州城内人心惶惶，谣言四起。
4日，浙江巡抚增韫想出了一个应对办法：他强装镇定，轻装简从，在杭州闹市招摇过市，表示局势还在官府控制之中，自己临危不乱，胸有成竹。但1911年的杭州不是几千年前的小城，演这种小把戏已经不能稳定民心了。杭州人看巡抚如此反常举动，人心更加不安了。一回到巡抚衙门，增韫立即召开官绅会议，商量对策。大家讨论来讨论去，多数人还是建议不如宣布独立，争取主动。增韫开了一个下午的会，终于认识到：为了避免杀身之祸，最好的办法是宣布独立。他决心附和革命，下令起草浙江独立告示。可惜的是，还没等增韫把告示草拟好，外面的枪声先响了。
起义爆发了！起义的先锋就是敢死队。杭州的新军虽然倾向革命，但驻防城外，交通不便，加上清朝官府严格控制武器，每一士兵分配子弹不满5发，相反八旗驻屯军则装备了充足的军火。实力悬殊，革命者将起义的希望寄托在敢死队身上，希望他们能发挥尖刀的作用。蒋介石、王金发等人不负期望，迅速组织起来向巡抚衙门冲杀过去。队员向衙门里扔了两枚炸弹，再派人翻墙进去打开大门，就顺利地涌入了巡抚衙门。巡抚卫队没有反抗，士兵们自动放下武器，还制服了搬出机关枪想要扫射的教练官。敢死队一举攻占了大堂，可就是找不到增韫。原来，增韫听到炸弹响，就从屋后垣墙间隙逃出，藏身马槽。敢死队员们从马槽中把他揪了出来，关押在市内福建会馆。同一时间，城外的新军也顺利入城，拿下了军械局。凌晨，起义军就控制了除旗城之外的地区。感觉敏锐的商家开始插出白旗，大书“欢迎”二字迎接起义军了。很快，大街小巷白旗招展，和11月5日的黎明一起迎接杭州城的光复。
天亮后，旗城周围爆发了激战。杭州将军德济指挥八旗驻屯军，凭借之前配备的强大火力，负隅顽抗。城内枪炮声隆隆不绝，惊得立宪派跑到旗城中，劝说德济放下武器，顾全大局。德济不答应，甩开膀子和起义军大打起来，坚持到下午八旗子弟不敌，落入劣势。参领贵林等人逼德济投降，起义军又答应只要八旗驻屯军缴械投降，保证旗民的生命财产安全，德济这才下令投降。杭州全城光复。
接着，宁波、温州、嘉兴、绍兴等地相继光复。起义军和立宪派推举原谘议局议长汤寿潜为都督，成立军政府。蒋介石等“苗正根红”、浴血奋战的革命者遭到排挤。蒋介石返回上海，好在陈其美对这个小兄弟很看好，提拔他当了沪军团长。秋瑾余部王金发因为汤寿潜与秋瑾被杀事件有关，反对汤寿潜任都督，但是王金发身上的绿林色彩过于浓厚，意见不被采纳，最后被排挤回绍兴，会党分子也没进入新政权。起义者流血牺牲，最终政权还是为原来社会中的强势群体所占据。军政府成立后，鉴于增韫、德济为官尚可，并无大恶（增韫还曾违背圣旨，没有铲平秋瑾坟墓，而是暗中通知家属迁走），把他们礼送出境。
上海、杭州相继光复，苏州的江苏巡抚程德全的处境就危险了。尤其是上海光复后，苏州失去了进出口的商埠和军火供应地，官民人心动摇。从11月3日起，苏州的绅商、立宪派和革命分子就包围了程德全，劝说他反正。程德全和增韫一样，犹犹豫豫，不说独立也不说顽抗到底。拖延到4日晚上，苏州城内的新军、革命党人等不及了，发动了起义，很快就占领了苏州城。第二天一早，起义军冲进巡抚衙门，逼出程德全。事到如今，起义军也希望程德全能够宣布独立。程德全表态：“值此无可奈何之际，此举未始不赞成。”为了表示顺应革命，程德全叫人用大竹竿将巡抚衙门大堂屋檐上的瓦片挑去几片。瓦片掉在地上摔成碎片。在清脆的破瓦声中，清朝的江苏巡抚衙门也就变成了革命后的军政府。程德全比增韫幸运，在立宪派的支持下当上了江苏都督。
至此，沪宁杭地区全部落入革命党的掌握之中，从经济和文化上动摇了清朝的根本。
东南光复，是同盟会和光复会共同努力的成果，双方拥有各自的军队。同时，立宪派掌握着不少地区的政权。三方很快对沪宁杭三地的政权控制权展开了竞争。
三地中，上海的沪军都督府最为重要。上海是当时中国最大的商埠、最繁荣的经济重镇，还是人口大市。光复后，陈其美利用在上海工商业群体中的庞大人脉，迅速挤掉李燮和，建立了清一色同盟会会员组成的都督府。李燮和被排挤到吴淞，索性另立了一个军政分府，与陈其美对抗。虽说是分庭抗礼，但吴淞军政分府完全不能与沪军都督府相比，陈其美控制着丰裕的人力、物力和财力，将上海逐渐建设成同盟会坚固的堡垒。在辛亥革命期间，沪军都督府向各地革命军供应了大批军火和相当数量的军费，作出巨大的贡献。军政府多次召集大会号召各界助饷，黄兴、陈其美、程德全等都曾亲自登台动员。上海资本家纷纷认捐，并组织募捐团体，推动各行业助饷；文化界组织了宣讲社、募饷团四处活动；京剧演员发起义演助饷；书画界举办书画助饷会，以墨润助饷；清贫的文教界也不甘落后，学校师生踊跃捐款，同盟会控制的《民立报》馆全体职工每月捐助薪金的五分之一资助革命。各地起义军遇到后勤困难，都找沪军都督府，向陈其美求助；南方独立各省军队调动，都以上海为中转枢纽和兵站。海外革命党人也纷纷赶回上海，再奔赴各地革命。无形之中，武汉虽然是首义之地，但上海很快后者居上，成了事实上的革命中心。
因为上海为同盟会控制，也就意味着同盟会掌握着革命的事实中心。
上海行政上归江苏管辖，立宪派控制的江苏军政府试图在行政上对沪军都督府发号施令，进而控制上海。苏州光复后，立宪派联名上书沪军都督府，借口“上海亦苏省之一部分，若行政亦经分立，殊与全省统一有碍”，以行政统一为理由要陈其美拱手交出政权，交给程德全。陈其美在上海滩练就了一身精明，当然不会为冠冕堂皇的理由所诱惑。地盘，在乱世中永远是最大的筹码。陈其美对立宪派的建议不置一词，将江苏军政府的指令一律置若罔闻。
立宪派于是咒骂陈其美是“无赖”，沪军都督府经常受到掣肘。陈其美岿然不动，上海政权始终控制在同盟会手中。政权争夺一直持续到临时政府成立之后。陈其美的压力越来越大，以退为进，三次呈请辞去都督，取消沪军都督府。陈其美在呈文中揭露：“上海地处交通，人人得而求备，而地居下邑，事事为人阻挠……（江苏）对于沪上各机关人员，委任非专，号令不便。管辖上既无统一之权，事实上乃有冲突之势，牵制如此，无事可为。且凡百收入，均被各方面争之而去；凡百支出，均由各方面诿之而来。纵系巧妇，无米难炊，虽极肝脑涂地之诚，岂能收戮力同心之效？”结果，沪军将领、地方士绅联名，分别电请孙中山任命陈其美为江苏都督——既然他人一直借口上海是江苏的一部分，那就干脆任命陈其美为江苏都督算了。有了上海方面的强硬团结和孙中山的强力支持，陈其美屡次得到慰留。上海的特殊地位就此开端，最终从江苏划出成为一个独立行政区域。
沪宁杭的独立，是11月上旬的事情，可算是武昌起义后的第二波独立浪潮。
南国烽烟
在1911年的最后时光里，岭南、西南各省陆续独立，掀起了第三波独立浪潮。
10月10日当晚，广西省会桂林，电报局内的革命党人吴某从电波中捕获了一个令人振奋的消息：当晚武昌新军起义了！他马上把这个消息传给广西同盟会支部。广西革命者成了第一批得知首义消息的同志。
广西新军中的革命势力也非常强大。1909年后，归国的日本留学生、保定军官学堂学生与内地革命党人汇聚桂林，渗透进入陆军干部学堂、陆军小学堂、新军混成协、督练公所、警察教练所以及谘议局、法政学堂等重要部门。其中广西陆军小学在创办之初即为革命党人的巢穴。它虽然是清廷的陆军基干训练机关，但校内平时极少提到“忠君”一类的话。有也是为了敷衍远道前来视察校务的钦差而说的。同盟会在陆军小学附近成立“军事指针社”，专门在陆小学生中吸收同志，选择的对象都是成绩优异有血性的青年。比如身材矮小敦实、皮肤黝黑的乡间学子李宗仁在广州起义半年之前歃血为盟，被吸收进了同盟会。
11日，电报局又传来激动人心的消息：武昌起义成功，宣布成立中华民国军政府。广西同盟会支部长耿毅等遂决定在重阳节（10月29日）晚12时举行起义。起义的主力是驻扎在桂林南郊的新军混成协及学兵营约2000人，其基层军官均受革命党人熏陶，士兵多是桂林周边的知识青年；此外还有陆军小学的学生及支持同盟会的会党数百人。清朝官吏非常惊恐，将广西巡防营六个大队开进桂林城，加强防卫。
天有不测风云，29日下午起，桂林突发狂风暴雨，雨越下越大，到晚上城郊道路变为一片汪洋。即便如此，起义还是在当晚如期举行。新军混成协三个营的起义队伍在向桂林进发途中，被郊外暴涨的河水所阻隔。城内外的起义人员终因不能会合而被迫停止了起义。桂林官府闻讯，调拨水师船只在漓江和各码头加紧巡逻搜查，使得革命党人再次起义的难度加大。
几天后，耿毅决定单刀赴会，去说服广西布政使王芝祥宣布广西独立。他和两名会党枪手，每人身佩两支手枪、四颗手揿炸弹，闯入布政使衙门。衙门外还暗藏了二十多名革命党人秘密策应。王芝祥是河北人，不仅是广西政府的二把手还身兼中路军统领，是省内实权人物。耿毅三人预备着，如果王芝祥配合独立尚好，如果王芝祥翻脸，就与他同归于尽。见面之后，耿毅也不多说，就把手枪和炸弹亮在王芝祥面前：“我们今天说好就说，说不好就这个！”这一下子就把王芝祥给镇住了，接着耿毅对他晓以民主共和的大义，又表示，广西独立后革命党人决不呆在广西，而要北上增援武汉同志，广西的都督还是由你们来决定。软硬兼施下来，王芝祥表示赞同革命，并愿意去做广西巡抚沈秉堃的工作。
那一边，广西谘议局已经在敦促巡抚沈秉堃宣布独立了。10月31日，同盟会员刘崛依靠当地的绿林好汉2000余人攻下广西东部重城梧州，全省震动。桂林城内人心浮动，社会上流传起义和攻城就在眼前。桂林工商界担心战事损害利益，集会请求沈秉堃独立。11月6日，谘议局再次劝巡抚沈秉堃、布政使王芝祥：“广西协饷全靠湖南、广东等省协饷补助，现在湖南已宣布独立，倘广西不宣布独立，则湖南、广东的协饷定不会来，财政方面怎能支持？梧州已经独立，省内各处都在酝酿行动，桂林将成为一座孤城，如何能守？新军、民军、会党都准备起事，万一发生战事必致地方糜烂，怎对得起地方父老和各界人士？”沈秉堃、王芝祥无言以对，被迫在当日宣布广西独立。沈秉堃被推为广西军政府都督，王芝祥与广西提督陆荣延被推为副都督。
这样的独立，是极其不稳定的。沈秉堃等人本没有革命的意识，各方面反革命的力量又保存完好，随时可能出现反复。但是，乐观的广西革命党人却很快组成以新军革命骨干为主的敢死队，日夜兼程，冒着冬季南方的寒雨，奔赴武昌。（后来，这支广西援鄂部队又开拔到了南京，改编为著名的第八师。当年还是年轻小伙子的白崇禧就在这支敢死队中。）广西革命势力削弱后，巡防营的顽固势力蠢蠢欲动。巡防营官兵多数是湘军旧部，他们就策划兵变，准备枪杀革命党人，然后在桂林劫掠一番（重点是抢劫广西藩库），最后返回湖南老家。王芝祥获悉后，从藩库取出5000两白银安抚军心。但仍有一小撮官兵顽固不化，仇视革命。
11月9日晚上，桂林民众提灯游行，庆祝广西独立。就在大家欢聚一堂的时候，巡抚衙门的旧卫队首先放枪作乱，鼓楼上的巡防营官兵则向人群射击，接着关闭了四方的城门。兵乱开始的时候，革命势力在郊外新军兵营能够集中的军队很少，而且大多是军校的学生。其中就包括陆军小学的学生李宗仁。革命军没有能力弹压乱军，只能采取守势了。当晚桂林城一片混乱，许多剪了辫子的民众被残害，陈尸街头。沈秉堃作为军政府的都督，想到的不是如何调兵镇压叛乱，而是自身的安全。他学瑞澂在巡抚衙门的后墙打了一个洞，带上眷属，在亲兵掩护下急匆匆往北逃走了。副都督王芝祥调兵遣将，才在第二天早上将乱兵镇压下去。可是，却找不到都督沈秉堃了。广西各界就以都督下落不明为由，推举陆荣廷为广西都督。陆荣廷是出身旧军队的绿林好汉似的人物，盘踞南宁，不到桂林就职，这导致了日后广西的省会从桂林迁移到南宁。
桂林叛乱的当天，广东也独立了。