1911年10月10日晚，湖北新軍工程第八營革命黨人打響武昌起義的第一槍，佔領楚望臺軍械庫。各營紛起響應，攻佔鳳凰山、蛇山等要地。11日天明，起義軍攻克總督署，佔領武昌全城。同日，湖北軍政府成立，新軍第二十一混成協協統黎元洪被推為都督。12日，起義軍克復漢陽、漢口。這便是辛亥武昌起義。之後，湖南、陝西等省紛紛起來響應，形成全國規模的辛亥革命。
袁世凱
武昌起義中，身為湖北新軍協統的黎元洪本應該成為革命者的刀下之鬼，為何卻被推為大都督？袁世凱復出後，憑藉北洋軍隊的戰鬥力，本可以一舉拿下武漢，進而摧毀盤踞在南方的革命黨，救大清王朝大廈之將傾，他為什麼下令停止進攻？他心目中的中國政治版圖是什麼樣的呢？
1911年5月，清政府將川漢、粵漢鐵路收歸國有，並與英、法、德、美四國銀行團簽訂借款合同，出賣鐵路修築權。6月，四川成立保路運動同志會，在和平請願遭到鎮壓後，保路運動演變成反清武裝鬥爭。9月2日，清政府派川漢、粵漢鐵路大臣端方率湖北新軍入川鎮壓。湖北的革命團體文學社、共進會乘武昌清軍兵力空虛，在軍事總指揮蔣翊武、參謀長孫武的領導下，策動武裝起義。起義軍掌控武漢三鎮後，湖北軍政府成立。
這時，一個棘手的問題擺到了革命黨的面前：指揮起義的首領如孫武、劉公等人的資歷都太淺，不能服眾，在關鍵時刻不能掌控局面；有聲望的革命首領如宋教仁、黃興等人又遠在外地，鞭長莫及。一時間，革命士兵幾乎陷入了群龍無首的境地。
黎元洪
黎元洪在武漢乃至湖北有著崇高的威信，不但才智過人、思想開明，而且宅心仁厚，能夠被革命黨內各方所接受。革命黨人決定由他出任軍政府的都督。
而此時的黎元洪正躲在幕友劉文吉家中，惶惶不可終日。當革命黨找到他並請他出面時，黎元洪十分害怕，起初不願接受，最後半推半就地當上了湖北軍政府臨時大都督。
最開始，在革命軍的眼中，選擇黎元洪不過是權宜之計，請他當大都督，只是借他的聲望方便行事而已。10月15日，武昌首義後的第五天，革命黨人通過了《武昌軍政府組織條例》，它規定：都督是唯一的領導人，軍事和民事都由都督統轄。從此，湖北的軍政權力開始向黎元洪手中轉移，傀儡搖身變成了真大王！
歷史上，人們往往認為黎元洪的上位是南北權力博弈的結果，不過是個“傀儡總統”“受氣總統”。事實上，黎元洪是個有著寬廣胸襟的北洋政治精英，他不僅支持新黨、維護共和、反對袁世凱稱帝、拒絕王封，而且為官清廉，平易近人，能夠與士兵同甘共苦，贏得廣大士兵的愛戴。治政方面，平衡各方，包容異見，尤其是在“府院之爭”中，能把握時局，急流勇退；治軍方面，寬嚴適度，以身作則。他在武漢首倡“軍民分治”，開創了民國黨政分開、軍政分開的先河；他率先實行“省長制”，在大總統位上兩次提出“廢督裁兵”等依法治國主張，具有深遠的歷史意義。黎元洪晚年致力於興辦實業，成為盛極一時的富豪，為民族工商業的發展
作出了貢獻。值得一提的是，1928年6月，黎元洪病重期間仍關注當時風雲際會的政局，專門留下遺囑以通電方式發表，其中包括：從速召集國民大會，解決時局糾紛；實行墾殖政策，化兵為農工，勿使其流離失所；振興實業，以法律保障人民權利；革命為迫不得已之事，但願一勞永逸，俾國民得以早日休養生息，恢復元氣；早定政治方針與教育宗旨；民元以來，凡無牴觸國體之創制，均應一律保持，請勿輕議紛更；和平統一，利國富民。
就在黎元洪起草遺囑的兩天前，他家所養的兩隻孔雀死了一隻。兩天後， 65歲的黎元洪在寓所走完了最後的人生之路。湊巧的是，另一隻孔雀也於同一天突然死去，次日凌晨消息傳到天津，張作霖在皇姑屯被炸成重傷，後不治而死。這些都是後話。
辛亥革命風起雲湧，清王朝岌岌可危。由於南方新軍大部分都倒向革命，清廷把希望寄託在北洋軍身上。清政府急令馮國璋率北洋軍南下鎮壓。馮國璋南下途中，先到彰德秘密會見在此已經歸隱近三年的袁世凱，請示主意。袁世凱告之以“慢慢走，等著瞧”六字秘訣。馮國璋心領神會，北洋軍停留在信陽和孝感之間，不認真執行清廷發佈的進攻漢口的命令，行動非常緩慢。
此時，武昌前線清軍軍事連續失利，而各省接連宣佈獨立，清政府感到情勢日漸不穩。奕劻、那桐、徐世昌一致主張起用袁世凱，以挽救清廷危局。同時，西方列強也向朝廷施壓，希望起用袁世凱。
清政府終於被迫答應袁世凱提出的六項條件，先後任命袁世凱為湖廣總督、欽差大臣、內閣總理大臣，袁世凱又重新掌握了軍政大權。
袁世凱一上任，就親自去武漢督戰。11月1日，他抵達湖北孝感，當日，馮國璋即攻佔漢口。正當馮國璋計劃一鼓作氣攻下武漢時，袁世凱卻命令各軍停止前進，派劉承恩和蔡廷幹到武漢和革命黨議和。由於雙方在立憲和共和上分歧太大，第一次接觸即以失敗告終。
11月17日，馮國璋向李純下達進攻漢陽的命令。27日下午，攻克漢陽。漢口、漢陽得手後，馮國璋欲乘勝渡江，攻取武昌，又被袁世凱制止。
其實，袁世凱的真正目的是：一方面集中兵力給予南方革命黨以打擊，造成軍事壓力，迫使南方革命勢力讓步；另一方面，向清廷顯示他有力量平定戰亂，增加清廷對北洋軍的信心及依賴度。
在各國領事的居間調停下，12月1日，南北雙方達成停戰協議。12月2日，獨立各省的代表共39人集中南京，通過了《中華民國臨時政府組織大綱》，確定南京為臨時政府所在地，實行總統共和制。
12月6日，隆裕太后發懿旨，攝政王載灃退歸藩邸，不再預政。12月7日，再頒懿旨，任命袁世凱為全權大臣，並“由該大臣委託代表人馳赴南方，切實討論，以定大局”。
“南北和談”自1911年12月17日始，至1912年2月5日以“優待清室條件”確定為止，歷時近50天，過程異常艱難和曲折。在南北雙方經過國體之爭，選擇了共和制之後，又達成“誰先讓清帝退位，即舉誰為大總統”的協議。就在和談的結果正朝著雙方都能接受的目標靠近時，1912年元旦，孫中山在南京宣誓就任中華民國臨時大總統，發佈了《臨時大總統宣言書》和《告全國同胞書》，下令定國號為中華民國，正式組成中華民國臨時政府。國內形勢發生急劇變化，和談也由此發生轉折。
由於黎元洪、黃興等和袁世凱已達成協議，一旦袁世凱贊成共和，即擁立其為大總統。因此，袁世凱對孫中山出任臨時大總統大為光火，遂以唐紹儀與南方代表“會議各條約，未先與本大臣商明，遽行簽訂，本大臣以其中有必須聲明及礙難實行各節”為由，迫使唐紹儀辭職。袁世凱一面直接與南方總代表伍廷芳交涉，一面令北洋將領聯名通電，稱“不惜以干戈相見”，“誓不承認”中華共和制度，給革命黨施壓。
孫中山
孫中山的革命黨打不過袁世凱的北洋系，這一點孫中山和袁世凱都心知肚明。
孫中山審時度勢後給袁世凱答覆：“如清帝實行退位，宣佈共和，則臨時政府絕不食言，文則可正式宣佈解職，以功以能，首推袁氏。”保證只要袁世凱宣佈贊成共和，使清帝退位，孫中山將讓出臨時大總統職位給袁世凱。
1912年2月12日，袁世凱迫使隆裕皇太后及攝政王載灃宣佈清宣統帝退位。2月13日，袁世凱致電南京臨時政府宣佈共和。同日，孫中山向臨時參議院辭職並推薦袁世凱繼任臨時大總統。2月15日，臨時參議院選舉袁世凱為臨時大總統。
經過遷都之爭和京保津兵變，3月10日，袁世凱在北京宣誓就任臨時大總統。次日，孫中山公佈了南京臨時參議院通過的《中華民國臨時約法》，主要內容是改總統制為責任內閣制，擴大了參議院的權力。
孫中山公佈了《中華民國臨時約法》之後，於4月1日，正式解除臨時大總統職務。存在了20多天的同時有兩個臨時總統的政局也正式結束。
袁世凱當上中華民國臨時大總統以後，繼續進行軍事改革，調整軍事機構、更新軍隊編制。為了進一步培養軍事人才，他指令陸軍部於1912年7月初建立了保定陸軍軍官學校。1923年8月停辦，畢業學員共計6523人。蔣介石、陳誠、白崇禧、張治中、蔣光鼐、蔡廷鍇、傅作義等一大批國民黨的高級將領，均為該校畢業生。
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