队中有革命倾向的士兵，误认为新军已到，于是积极响应，但仓猝举事。以及自身力量的不足，导致城内原有可作为内应的军事力量，被张勋等一网打尽。徐绍桢已经布置好的原有里应外合的计划宣告破产。
第二天得到消息的徐绍桢当机立断，下令第九镇全体官兵兵分三路向南京城进攻，第十七协协统沈同午担任总指挥，率三十三标和三十四标向城南的雨花台进击，另外两路分别向通济门、汉西门发起进攻。次日，各路部队均到达无名河南岸高地。新军一路打着兴汉灭满的口号，声势浩大。午后中路先遣队到达花神庙北端，在这里他们遇到了被城内起义部队击溃的都署卫队，误认为城内起义已经成功，即高扬白旗。但此举被张勋的江防营部署在雨花台的守军发现，守军当即发炮猛击新军部队，由于补给不足。新军奋战到晚上已筋疲力尽，弹尽粮绝。
幸亏当时天黑之后天降大雾。这为新军的撤退提供了庇护良机，经过收容整顿后。徐绍桢率大部分部队沿着句容大道退往镇江。在这次起义中，马队伤亡300余名，三十四标死400余名，三十三标300余名，炮标10余名，连工程队等，共计不下一千余名。
与徐绍桢等人率部进攻南京不利后撤退的情况不同，镇江方面在第九镇第十八协协统孙铭的率领下一举攻克了镇江，并歼灭了镇江城内的旗兵万余人，随后宣布镇江光复，成立镇江军政府，可在由谁当任镇江军政府都督的问题上，革命党内部发生了严重的分歧，同盟会等人一致推举三十六标一营管带林述庆出任都督一职，可他的职位才是一个营管带，而这次起义是由十八协统孙铭统领指挥的，无论是在职务还是在军中的声望上，林述庆都远远不如孙铭，不过林述庆是同盟会的人，孙铭虽然是在铁血救国党的策反下发动起义的，但他不是铁血救国党的党员，他是无党派人士，在这个时期，有没有党派是极为重要的，就好比率部攻陷上海县城的李英石，因为他不是革命党的人，在推举上海都督的问题上，他连候选人的资格都没有。