漢陽保衛戰陸陸續續打了近10天，雖然革命軍竭力抵抗，但北洋軍畢竟佔據了各方面的優勢，馮國璋率部漸漸逼了上來。漢陽形勢危急，軍政府機關各人員激憤異常，紛紛要求懲辦不得力將領和上前線殺敵。參謀部副部長楊璽章、軍務部副部長張振武等率領學生軍數百人渡江增援，《大漢報》主筆胡石庵也到戰地慰問、探訪。26日晨，在湘軍將領劉玉堂等的支援下，先後收復磨子山、扁擔山。胡石庵作《甘候行》一首紀念︰「墨雲壓天黑風吼，百八健兒餃枚走。雄師一奮萬怪逃，笑把芙蓉握兩手……人生百年一彈指，仗有浩氣亙山河。」
清軍強硬反彈，用重炮轟擊兩山，堅持在山頂的劉玉堂壯烈犧牲，兩山得而復失。進攻鍋底山的張振武部也被擊潰，他本人被清軍擊傷，失足掉在水里，虧得別人救起，才後退到十里鋪。清軍把握時機，步步進逼，甲支隊突破三眼橋防線，奪取了湯家山，並與乙支隊匯合，合力進攻十里鋪。第四鎮統制王遇甲也渡過襄河，佔領了黑山。革命軍全線潰散，湖南第一協退到武昌，第二協退到鸚鵡洲，楊璽章陣亡。當夜，黃興悲憤地說︰「漢陽失守，吾何顏見人，唯有死耳！」想以死殉職，眾人苦勸，最後退往武昌。27日拂曉，北洋軍軍攻佔梅子山，隨即兵分三路，一路攻龜山，兩路夾攻漢陽。上午十一點，佔領龜山，取得了至關重要的制高點。這個時候，革命軍的精干主力已傷亡殆盡，沒有經過訓練的新兵根本不是北洋軍的對手，連連後退。雖然組織了幾支敢死隊。但與大局無補，反而將僅有的力量全部消耗光了。當天下午，馮國璋佔領漢陽。
整個漢陽之戰，革命軍前後傷亡共約3300余人，北洋軍的傷亡略少。也達到了近2000。但馮國璋實現了其戰略意圖，佔領了漢陽。形成了對武昌的繼續威懾。
等全部部隊撤退完畢後，軍政府召開了緊急會議。黃興悲憤萬分，深以漢陽失守為愧，建議放棄武昌，順流而下進攻南京（從一個極端發展到另一個極端。還念念不忘進攻）。黎元洪贊同黃興地意見。但是多數革命黨人強烈反對，範騰霄、張振武等慷慨陳詞，表示武昌是首義之地，決心要與城共存亡。張振武拔刀起立。大聲說︰「敢言放棄武昌者斬！」全體掌聲如雷。一致同意堅守武昌。黎元洪雖然心里不樂意，但眾意難違，勉強應承下來。但是因為這件事，他和張振武之間起了矛盾。
黃興見眾人不采納律平等；趙爾豐交出政權後，仍帶邊兵處理藏邊事務，但暫不離成都，以備顧問；保護外人，禁止焚掠等。以蒲殿俊為軍政府都督，朱慶瀾為副都督。27日，趙爾豐宣布四川地方自治，大漢四川軍政府成立。
革命黨人對于蒲、趙之間的協定內容相當不滿，曾在西校場召集民眾大會予以公開駁斥，重慶方面在報紙上逐條予以批駁。他們認為，只要趙爾豐繼續盤踞成都一天，四川的革命形勢就還沒有根本好轉，重慶方面甚至動了西征的心思，只是因為內部紛爭沒有成行。
反觀成都方面，軍政府建立的搖搖欲墜，在妥協基礎上接管政權的蒲殿俊毫無行政經驗，又沒有勇于任事的魄力，副都督朱慶瀾是浙江人，在土客籍矛盾很突出的情況下，也不能指揮如意。城中新軍與民軍雜處，政府中新舊官吏同署辦公，互不融洽，少數革命黨人在其中也無所作為，新政權極其軟弱無力，這一切的一切都預示著成都政權的危機。