新疆迪化(今烏魯木齊)、伊犁兩地的革命黨人先后組織新軍發(fā)難，響應(yīng)武昌起義。
1908年，清伊犁將軍長庚奏調(diào)湖北新軍第四十二標(biāo)作為骨干，成立混成協(xié)。原標(biāo)統(tǒng)楊纘緒當(dāng)了協(xié)統(tǒng)。楊纘緒在日本戶山學(xué)校留學(xué)時(shí)就加入了同盟會(huì)。當(dāng)他來新疆時(shí)，湖北有些參加同盟會(huì)和日知會(huì)的知識(shí)分子，抱著獻(xiàn)身邊疆革命事業(yè)的目的，加入了這支新軍，其中較著名的有馮特民、馮大樹、郝可權(quán)、李輔黃等十多人。他們?cè)谛萝姾透缋蠒?huì)中開展革命活動(dòng)，并出版《伊犁白話報(bào)》,宣傳革命思想。與此同時(shí)，革命黨人劉先俊在迪化也開始展開革命活動(dòng)。劉先俊是湖南寧鄉(xiāng)人，日本士官學(xué)校畢業(yè)，經(jīng)其親屬介紹來新疆投效巡撫袁大化，以新軍督練處督練官的公開身份，進(jìn)行活動(dòng)，建立革命團(tuán)體。
1911年秋，四川保路風(fēng)潮日益擴(kuò)大，新疆革命已有一觸即發(fā)之勢。新任伊犁將軍志銳到任后，對(duì)新軍極不放心，就借故下令解散新軍，停辦講武堂，并將協(xié)統(tǒng)楊纘緒免職。他勒令新軍遣返關(guān)內(nèi)，卻遲遲不發(fā)遣散費(fèi)。這等于火上加油，促使新軍大部分官兵都轉(zhuǎn)向革命。
武昌起義消息傳到新疆后，人心大為振奮。一些對(duì)清朝不滿的士紳和知識(shí)分子互相聯(lián)絡(luò)，企圖采取上書“請(qǐng)?jiān)浮狈绞?，勸新疆巡撫袁大化宣布?dú)立。袁大化是個(gè)頑固的封建官僚，認(rèn)為革命黨是“土匪”,斷然拒絕“請(qǐng)?jiān)浮?并派軍警四出偵探黨人的活動(dòng)。在這種情況下，劉先俊、田昔年等首先在迪化發(fā)動(dòng)起義。1911年12月28日晚，劉先俊率領(lǐng)新軍士兵和會(huì)黨群眾共百余人，先后襲擊撫署東營、陸軍炮營及警察第一區(qū)等三處，結(jié)果都因清軍有備，未能取勝。劉先俊退回協(xié)營后，袁大化立即調(diào)動(dòng)清軍將其包圍，經(jīng)過一夜的激烈戰(zhàn)斗，起義軍失敗，劉先俊等數(shù)十人慘遭殺害。
伊犁革命黨人經(jīng)過緊張的準(zhǔn)備，于1912年初在混成協(xié)署組成起義指揮機(jī)關(guān)，推舉李輔黃為總指揮，決定1月7日晚發(fā)難。志銳事先得到消息，一面急令滿蒙駐防各盟旗兵入城警戒，一面又調(diào)軍標(biāo)及新舊滿營，進(jìn)攻協(xié)署。在這緊急關(guān)頭，起義軍搶先發(fā)動(dòng)，兵分五路進(jìn)攻：一路由馮特民和黃立中統(tǒng)率，攻占南庫，獲得了大量武器；一路由李輔黃統(tǒng)率，攻占東門，迎接城外的起義軍進(jìn)城；一路由馮大樹統(tǒng)率，攻占副都統(tǒng)衙門；一路由郝可權(quán)率領(lǐng)，攻占將軍衙門；一路由李夢彪率領(lǐng)攻北庫。前四路進(jìn)展順利，迅速攻占各地，只有攻擊北庫的一路遇到滿蒙旗營的頑強(qiáng)抵抗。革命黨人利用志銳與卸任將軍廣福之間的矛盾，由楊纘緒說服廣福(蒙古族)出面勸降，滿蒙旗營就停止抵抗，解除武裝。第二天，各界代表在商會(huì)開會(huì)，組織漢滿蒙回藏五族共進(jìn)會(huì)，成立臨時(shí)都督府，推廣福為都督。10日，正式組成政府，楊纘緒為總司令部部長，實(shí)權(quán)掌握在革命黨人手里。新成立的都督府受到各族人民的熱烈歡迎和擁護(hù)，“軍士商民齊呼萬歲”^[1]。
革命成功后，伊犁起義軍立即整編軍隊(duì)，攻取迪化，派李輔黃為前敵總指揮，徐國楨為東進(jìn)支隊(duì)司令。起義軍與袁大化派來的清軍進(jìn)行了幾次激戰(zhàn)，在精河、西湖之間相持很久。后因南北議和而停戰(zhàn)。袁世凱就任大總統(tǒng)后，派原新疆提法使兼鎮(zhèn)迪道楊增新任新疆都督。楊增新對(duì)革命黨人進(jìn)行分化和屠殺，調(diào)楊纘緒為喀什提督。馮特民、李輔黃、李伯泉等先后被暗殺，郝可權(quán)等被迫逃亡。此后，新疆又長期處于楊增新的黑暗統(tǒng)治之下。
陜西起義后，革命風(fēng)暴由東北向西發(fā)展，會(huì)黨蜂起，一連串的暴動(dòng)給甘肅的官吏以極大的威脅，其中規(guī)模較大的就是寧夏起義。當(dāng)時(shí)，寧夏(今銀川市)尚為甘肅省的一部分。寧夏會(huì)黨首領(lǐng)劉華堂、劉照藜聽到西安會(huì)黨起義，就積極聯(lián)絡(luò)當(dāng)?shù)剀娋瘻?zhǔn)備響應(yīng)。11月19日晚，劉華堂率領(lǐng)三十多人沿街燃響紙炮，吶喊叫殺，警官劉照藜、教練官劉復(fù)泰率全部警察和標(biāo)兵一百多人持槍加入，旗官黃建升也率本旗士兵鳴槍響應(yīng)，城內(nèi)貧民數(shù)百人紛紛參加。起義軍民燒毀當(dāng)鋪十余家，打開縣獄，攻殺代行總兵職務(wù)的游擊賀明堂、知縣陳元驤。第二天晚，會(huì)黨又在平羅縣起義。11月21日成立寧夏軍政府，推寧夏道孫延壽為革命軍大元帥，劉華堂為總指揮。12月10日，圍攻離城十里的滿城旗兵，連攻十日終不能下。清軍陜甘總督長庚派馬步兵六營前來鎮(zhèn)壓。民軍聞?dòng)嵣⒆叽蟀?，劉華堂棄城逃走，清軍入城后大肆擄掠屠殺。
陜西起義后，陜甘總督長庚派統(tǒng)領(lǐng)黃鉞率領(lǐng)六營驍銳軍前去堵?lián)絷兾鞲锩?。黃鉞字佑禪，湖南寧鄉(xiāng)人，曾加入革命黨。他進(jìn)駐秦州(天水)后，聯(lián)絡(luò)當(dāng)?shù)剡M(jìn)步青年和開明士紳，在1912年3月11日發(fā)動(dòng)起義，擊殺清游擊玉潤，逮捕知縣張庭武，成立了甘肅臨時(shí)軍政府。黃鉞自任甘肅臨時(shí)都督，舉原道臺(tái)向燊為副都督。同時(shí)頒布“約法”,其第一條規(guī)定：“本軍政府以維持共和、救濟(jì)人民為宗旨?！?sup>[2]又添募軍隊(duì)，共成步兵一標(biāo)，以謝漢秋、楊展鵬、趙鼎鐘分任管帶，預(yù)備北伐。當(dāng)時(shí)袁世凱已就任總統(tǒng)，蘭州官紳表示承認(rèn)共和，由布政使趙維熙為甘肅都督。趙維熙一面以長庚名義調(diào)兵威脅秦州，一面致函黃鉞，要他取消獨(dú)立。黃鉞據(jù)理力爭，堅(jiān)持了幾個(gè)月，秦州軍政府于6月7日被迫解散。