1911年11月初，这时的武昌因为汉口失陷而岌岌可危。都督府内有人建议请黄兴出任作战总司令，黎元洪欣然同意。于是，1911年11月3日，阅马厂高筑将台，举行隆重的“拜帅大典”，将台上置有高桌，蒙以黄布，周围是雄赳赳气昂昂的武装士兵，上座的都是营长以上的军官。由都督府到将台过道两旁，站满了文武官吏。
黎元洪、黄兴两人是并辔而出，文官脱帽，武官撇刀，兵士举枪，庄严隆重，有过于黎元洪就都督的誓师礼。宣读完任命状之后，即由黎元洪都督授令，授旗，训话，然后由黄兴总司令答礼、答词。黎都督退席后，黄总司令则骑着那匹已经骑过的高头大马绕场巡行，全场官兵举枪致敬，礼成。
黄兴就任革命军战时总司令之后，首先以防御汉阳为主要任务，设总司令部于昭忠祠，任命李书城为参谋长。李书城原在北京军咨府任职，是清朝官员，但是此时弃官投身革命。当时南北两军苦战，隔江汉二水对峙，革命军因汉口之战损失过重，新成立部队官兵大半未受过训练，因此不堪大战。
1911年11月8日，据黄兴接报，汉口方面有清军一万余人，在汉口刘家庙至桥口附近、沿江布防，革命军则在汉阳南岸嘴至三眼桥一带防御。23日决定渡河攻击汉口，当时判断汉口清军兵力约一镇以上，也就是大约一个师。革命军的战斗在11月16日展开革命军渡过襄河左岸攻击，进攻时湖北军在左，湖南军在右。湖北军是临时招募的，所以毫无作战经验，湖南军虽然很勇猛，但是独立难支，最终还是打输了。
革命军伤亡惨重，阵亡官57人，士兵792人，丢失山炮18尊，步枪600余支，子弹2300余箱，革命军进攻汉口失败，于是全力固守汉阳。清军因洞悉革命军方面作战实力不强，军令也不统一，于是大举进攻汉阳，自11月18日至11月26日，连战八昼夜，11月27日，汉阳又再沦陷。
黄兴登台拜将受任总司令
当时，黄兴是同盟会内重要性和地位仅次于孙中山的革命领袖。在辛亥革命之前，有名的革命之役，他大多参加并担任组织任务，是一个革命的行动家。
在辛亥武汉起义之前，湖北革命党的领袖就曾派人去香港邀请他来武汉主持发动武装起义。但黄花岗之役的失败，黄兴一时灰心丧气。加之他对湖北的革命形势认识不足，因而没有应邀前来。
10月10日，武汉起义爆发。黄兴得知武昌起义的胜利消息后，假道上海前往武汉。11月2日，革命党人提议公推黄兴为湖北湖南大都督，位于黎元洪之上。但这个提议遭到刘公、孙武、吴兆麟等人的反对，主张由黎元洪委任黄兴为战时总司令。当时宋教仁只得认同，说：“此事不过征求大家同意，我们原无成见……既有利害冲突，即作罢论可也。”最后大家一致同意推举黄兴为战时总司令，对所有湖北革命军及各省援军，他都有调遣之权。
11月3日，革命党人在武汉阅马厂设立了一座将台，举行了规模隆重的仪典。各机关人员及军队营以上的官佐集合于台前，将台四角树立军旗，中间是“战时总司令黄”的六字大旗。军乐队奏乐，黎元洪登台宣告：“本都督代表中华民国四万万同胞及全国军界同胞，特拜黄君兴为战时总司令，于本日此时就职……我将士皆须诚心悦服，听其指挥。”说完，黎元洪请黄兴登台就职，接受关防、聘状、令箭。
黄兴接受任命后，发表了慷慨激昂的讲话：“此次革命，是光复汉族，建立共和政府……今日既承黎都督与诸同志举兄弟为战时总司令，为国尽瘁，亦属义不容辞……尚望大众努力前途为要。”
当晚，黄兴全副武装，前往汉阳，在汉阳昭忠祠设司令部，于归元寺设粮台，准备保卫汉阳，反攻汉口。26日汉阳失守，黄兴失望地退回武汉。随后黄兴抱愤辞去总司令一职，于当晚离汉返沪。
