革命军中虽多数存在妥协意念，可是还有一部分是坚决主张把革命向北方推进。第一次是在辛亥十月初九日（11月29日），北方革命同志准备在北京发动军事行动，由于杨度和汪兆铭的疏通，据说袁世凯已答应响应。其计划是于初九日晚由革命党在北京鸣炮，并在正阳门、崇文门、宣武门诸处发难，袁则命禁卫军第四标由西直门以南进攻西华门，并命其长子袁克定率三千兵攻东华门以响应革命党。到了九日晚革命党人依计划发动于正阳门、崇文门、宣武门，各任一路以进攻天安门、东华门、西华门。这时果然见到一支军马来迎，革命同志以为是袁克定来接应，不料竟是军警探谍，四面包围，捕去同志李汉杰等十余人，这第一次举义便失败了。
十月十一日，汪兆铭于天津意大利租界寓所成立中国同盟会京津保支部，汪任支部长，并组织暗杀队，汪自为队长。汪和武昌首义的同志没有什么连系，武昌方面这时已派了胡鄂公为鄂军政府驻北方全权代表，主持北方革命。汪既以同盟会北方支部长为号召，而革命同志很多不满意汪和袁勾结，所以和胡鄂公商量，成立鄂军代表办事处于天津，分设北京、天津、保定、通州、石家庄总指挥处。十月二十四日又在天津英租界小白楼组织北方革命协会，这时汪兆铭已去上海。十月二十八日革命同志在任邱、雄县揭竿而起，被当地驻军击溃，殉难志士有耿世昌、冯杰、戴国栋、李启明、郑玉成、罗子云、刘长雄、马荣华、赵世铎等百余人。这是第二次举义。
十一月十四日（即民国元年元月二日）滦州驻军三营宣布独立，举第二营营长王金铭为滦军都督，第三营营长张建功为副都督，第一营营长施从云为滦军总司令，白毓昆为参谋长，先后通电致袁世凯，表明共和主张。电文：
“自武汉事起，各省响应，势如奔涛，足见人心之所向，非兵力之所可阻也。全国人民望共和政体，甚于枯苗之望雨。诚以非共和难免??民之涂炭，非共和难免后日之革命。我公身为总理，系全国之总代表，决不能以一人之私见，负万民之苦心，况刻下停战期迫，议和将归无效，全国人民奔走呼号，惊惶之至，而以直省为尤甚，是以陆军混成四十协官兵等，驻扎直省，目睹实情，不能不冒死上陈，有渎尊听。查前奏之信条内，开有军人参政之权，刻下全体主张共和，望祈我公询及刍荛，不弃鄙拙，速定大局，以弭乱事而免惨祸，实为至祷。临发百拜，不胜惶悚之至。”
袁世凯接获滦州独立的警报，乃派开平镇总兵王怀庆和曹锟率领大批人马进攻。至二十日张建功的第三营内变，滦州遂告陷落，王金铭、施从云、孙谏声、陈涛均奋战死难。这是一次最严重的损失，因为孙谏声、陈涛都是北方同志中的佼佼者。孙、陈在这次战斗失败后，单骑驰入敌阵，横枪四射，遇者披靡，及至弹尽力竭，遍体创伤，犹大呼革命万岁，清军嫉恨之甚，竟于死后剖破其腹，支裂其体。这是第三次举义。
南京革命政府成立后，北方革命党人更趋积极，由钱铁如、蔡德辰、熊得山、罗明典等联络北京、通州一带毅军各营，拟于十一月二十一日（民元的1月9日）起事，不幸因接济未到而展期。通州方面系由蔡德辰主持，机关设在王丕丞家，不料有余临江向清军告密，召引毅军围搜王宅，王家父子三人王不丞、王洛增、王斌及蔡德辰、杨兆麟、雷竹村、张雅堂等共七人被捕殉难。这第四次举义的计划亦告失败。
通州革命机关是在十一月十五日（民国元年1月9日）被破获的，北京同志正准备召开会议商讨补救办法，恰因同志罗明典、张先培得到一个消息说袁世凯将于第二天早上上朝，于是钱铁如、张先培、傅思训、罗明典、郑毓秀等十余人遂集议商量，决定先暗杀袁世凯，以除去革命的真正障碍。讨论结果，分四组进行：第一组张先培、傅思训、许同华、黄永清、陶鸿源等隐匿于三义茶叶店楼上；第二组黄之萌、李怀莲、李献文、萧声、薛荣在祥宜坊酒楼伪装饮酒；第三组钱铁如、曾正宇、杨禹昌、覃秉清、邱寿林等在东安市场前徘徊；第四组吴若龙、罗明典、郑毓秀则共乘马车一辆，游弋于东华门、王府井两大街之间。当时东华门、王府井军警夹道林立。十一月十六日上午十一时三刻，袁世凯乘双马车出东华门，过东华门大街，向外务部新衙门前进。张先培自三义茶叶店楼上看到袁的马车到了面前，乃扔下一个炸弹，怎知袁的马车走得快，炸弹落在马车后爆发，这时袁的马车已到达了祥宜坊酒楼前，黄之萌、李献文乃各掷一弹，其中之一竟炸中了马车，弹发车覆，当场死马车夫一人、护卫管带袁金镖、护卫排长一、亲兵二、马巡二、路人二、骑马兵三。第三组在东安市场徘徊的钱铁如和第四组乘马车的吴若龙、罗明典、郑毓秀闻炸弹声，遂以手枪和炸弹威胁沿街夹立的军警。