同盟會成立以後，曾多次發動武裝起義，結果都失敗了。到1910年春，部分革命領導者如黃興等，對革命前途產生了悲觀失望的情緒。為了鼓舞士氣，準備再舉，孫中山召集他們在馬來西亞的檳榔嶼開會。孫中山鼓勵大家說：“今日革命風潮已盛，民心歸向我們，隻要我們意誌不衰，困難是擋不住我們前進的！”經過討論，大家決定：1911年春在廣州集合各省革命之精華，發動大規模起義，先占廣州，再由黃興統率一軍出湖南湖北，由趙聲帶領一軍出江西攻南京，兩軍會師長江，然後長驅北上直搗北京，傾覆清廷。
會後，一部分革命黨人就到南洋和歐美各地，向華僑募集革命經費，經過革命黨人的宣傳鼓動，各地愛國僑胞，都積極捐款相助，有的人甚至變賣家產以相捐助。這次捐款共得十幾萬元，經費問題基本解決。1910年底，黃興、趙聲等返回香港，著手籌備起義，成立了領導機關——“統籌部”，黃興任部長，趙聲為副部長，統一領導起義的準備工作。接著，革命黨人紛紛潛入廣州，熟悉環境，刺探敵情，還設立了許多秘密機關。為了轉運軍火，他們常常將女同誌打扮成新娘，利用花轎來抬運槍支、炸彈。經過幾個月的籌劃，準備工作大體上就緒，革命黨人摩拳擦掌，隻等一聲號令，就發動起義。
起義的日期原定在1911年4月13日，不料在4月8日發生了革命黨人溫生才刺殺廣州將軍孚琦的事件（他本來計劃刺殺水師提督李準，結果刺中的是孚琦），反革命立即加強了戒備，廣州戒嚴，並且到處搜捕革命黨人。這樣，原定的起義計劃受到了影響。
以後，形勢日有變化，起義日期幾次改變，最後確定在4月27日發動起義。
4月27日下午，黃興在小東營住所召集了隊伍，每人發給白毛巾一塊，纏在左臂作為標誌。許多革命黨人抱定為革命犧牲的決心，事先寫好了絕命書，如林覺民給他父親寫的絕筆信說：“兒死矣！唯累大人吃苦，弟妹缺衣食耳。然大有補於全國同胞也。”起義即將發動，白發蒼蒼的譚人鳳趕到，要求加入，黃興婉言拒絕說：“先生年老，後方尚需人照料，這是決死隊，望老先生不要去。”譚人鳳很生氣地說：“你們不怕犧牲，難道唯獨我怕死嗎？”黃興等很受感動，隻好發給他兩支手槍。