李四光在任教期間，一麵教書，一麵注視著國家政局的發展變化，並積極組織和參與民主革命的各項活動。在李四光的學生中，有三人與李四光有著亦師亦友的不尋常關係，他們是後來名震武昌的學堂“三傑”：趙師梅、趙學詩、陳磊。與這三名學生的深入交往，代表著李四光革命生涯的深入發展。
人盡皆知的武昌起義，是由文學社和共進會兩個團體聯合組織的。文學社成立於1911年，是革命黨人借“研究文學”之名，在新軍士兵中發展社員，以擴大組織發展力量的革命團體；共進會成立於1907年，是一部分同盟會員為策動長江流域革命而在東京另行建立的革命組織。黃花崗起義失敗後，以文學社和共進會為主的革命黨人決定把目標轉向長江流域，準備在以武漢為中心的兩湖地區發動一次新的武裝起義。
文學社和共進會是新興知識階層的革命組織，是辛亥革命時期重要的革命組織。基於1903年革命先驅吳祿貞發起的武昌花園山聚會時提出的反清革命必須運用軍隊的“抬營主義”，當時各革命團體都認為士兵是發動革命的潛在力量，文學社和共進會也一直是以新軍士兵作為主要工作對象，武昌起義時已經有5000多名武漢新軍各標營的士兵加入了文學社和共進會，約占新兵總人數的三分之一。而張之洞著力建設打造並屢屢親自督練而成的有思想的新軍，最終成了大清王朝的掘墓人，此乃張之洞萬萬沒有料及的事，也終使張之洞獲得“不言革命之革命家”的奇特稱號。
但作為教師，更作為同盟會的會員，李四光深知新式學生在革命中的特殊作用。他在學校積極倡導革命理念，規模隻有160人的省城工業學堂，至少有20名師生參加了革命！革命黨人占據八分之一的比例，這在學界算是一個驚人數字。在20世紀中國第一次革命時期，中等工業學堂因此成為不折不扣的“鐵血之校”，而其後學生在革命運動中發揮的巨大作用，更加驗證了李四光卓越的革命思維。