在少年李四光的心目中，馬君武、宋教仁已然驚為天人，相熟之後，在這兩人的描述中，孫中山簡直更是天外飛仙般的人物，李四光對其無法不產生一種神靈般的崇拜。在宋、馬二人的教誨下，李四光漸漸分清了孫中山和康、梁的區別：康、梁主張自上而下的改革，通過皇帝朝廷實行變法；孫中山則主張自下而上變革，推翻大清王朝，推翻中國幾千年的封建專製製度，建立中華民國，平均地權。
李四光的革命**和誌向更加清晰了。他極力要求這兩位師長兼摯友向孫中山引薦他，並提出要求參加同盟會。宋教仁神秘地衝他一笑，拍拍他的肩膀道：“莫急。該來的一定會來！”宋教仁沒有打誑語，這種緣分說來就來，在李四光的記憶中，這成了最令其激動的重要事件之一。
1905年7月30日，從法國馬賽經新加坡、西貢、香港，一路坐船到橫濱，再馬不停蹄來到東京的孫中山，出現在赤阪區鬆町三番黑龍會會所，召開中國同盟會籌備會，而李四光就是其中一員。
在此之前，已有一些革命團體先後建立，如黃興的華興會、孫中山的興中會、蔡元培的光複會等。在這次籌備會上，興中會來了3人，光複會來了1人，華興會來了6人，還有60多人尚未參加任何革命團體，隻有一腔熱血噴薄欲出，就如李四光一樣。
一個新的戰鬥集體就要創立了，它比以往的任何組織都更像一個組織，人數也更多，分別來自國內十個省。除孫中山以外，民主革命家黃興、宋教仁、何香凝、劉揆一、程家檉、梁慕光、田梓琴、居覺生、劉道一、曹亞伯、馮自由、陳天華、朱執信、馬君武等日後大名鼎鼎的人物盡皆出場，李四光為自己能夠參加這樣的盛會激動不已。更讓他激動的是，曾經隻能在夢裏出現的孫中山先生，居然走到自己身邊，摸著自己的腦袋親切地問：“你為什麽要加入同盟會呢？”