宋教仁遇刺後，國民黨內部形成了兩種截然不同的意見，穩健派主張法律解決，激進派號召武力從事，而剛從日本回到上海的孫中山態度鮮明地站在了後者的立場，他極力主張起兵討袁，並聲稱只要有兩個師的兵力，他就親自率領向袁世凱問罪。
不過，當時的主要問題在於，國民黨連兩個師的軍隊也沒有，而輿論對「出師派」也頗為不利，因為當時「宋案」尚未完全釐清，即便國民黨人有一千個理由懷疑袁世凱，但也不宜直接認定袁世凱就是幕後元兇，此時興兵討袁，未免有「地方反抗中央」的造反之嫌。因此，當孫中山要求對袁世凱動武的電報發出後，國民黨的三大「實力派都督」（江西都督李烈鈞、安徽都督柏文蔚、廣東都督胡漢民），都立刻回電錶示絕無實力獨立。
在「宋案」陷於停頓之際，袁世凱卻迅速與英、法、德、俄、日五國銀行團簽訂了2500萬英鎊的「善後大借款」，該借款年息5厘，期限47年，債券9折出售，扣除6％的傭金，等於只有2100萬英鎊，而到期歸還本息就要6789萬英鎊，條件不可謂不苛刻。但袁世凱憑藉多年的政治經驗，早已預料到要與革命黨人最終攤牌，因而此舉實為未雨綢繆，所謂「兵馬未動，糧草先行」，預先籌措足夠的資金以應付未來的亂局，也是先招。畢竟，無論是造反或是鎮反，沒有錢總是萬萬不能的。
借款消息公布後，黃興、柏文蔚、李烈鈞、胡漢民等人也都紛紛發表通電，斥責袁世凱違法借款，藐視立法機關，而袁世凱錢已到手，他也就乾脆撕下臉皮，非但不理睬國民黨籍議員的抗議，反而氣勢洶洶地斥責孫中山、黃興等國民黨人：「我現在算是看透了，孫文這些人左也是搗亂，右也是搗亂，除了搗亂，他們就沒有別的本領了。你聽聽，孫文說什麼『公今日舍辭職外，決無他策』，還說什麼『必以前次反對君主之決心，反對公之一人，義無反顧』……孫文還想下定決心跟老子干呢！你們可以告訴國民黨人，我袁世凱就不能聽人搗亂，他孫文若敢動槍動炮，或另行組織政府，我就發兵征伐，而絕無姑息養奸之餘地。」
總統府秘書長梁士治遲疑了一下：「大總統，這樣說是不是太直接了吧？」袁世凱氣呼呼地答道：「就說是我說的，我對這話負責！」
1913年6月9日，袁世凱先下手為強，下令免除李烈鈞的江西都督職務，任命黎元洪兼署江西都督；14日，又將廣東都督胡漢民免職；30日，安徽都督柏文蔚也被免職。如此一來，國民黨籍的三位都督都被袁世凱以「不稱職」、「不孚眾望」的名義罷免。
至此，南方的國民黨人也只能丟掉幻想、起而應戰了。李烈鈞被袁世凱免職後倒沒有立即舉兵討袁，而是先通電下野並前往上海與孫中山、黃興、陳其美等人商議，之後秘密返回江西組織「討袁軍」並發布討袁檄文，宣布獨立。由此，「二次革命」正式爆發（亦稱「癸丑之役」或「贛寧之役」）。
在李烈鈞宣布獨立後，黃興趕赴南京將駐寧的第一師和第八師改編成討袁軍，隨後以江蘇都督程德全的名義通電江蘇獨立；湖南都督譚延闓也在各方的壓力下宣布獨立，並派兵前往江西支援李烈鈞；安徽都督柏文蔚也隨後宣布獨立，同南京、江西構成犄角之勢；福建都督孫道仁因手下的師長許崇智宣布起義，也加入了討袁的陣營；在廣東，被免職的胡漢民和新任都督陳炯明並沒有中袁世凱的離間之計，他們也聯合起來宣布獨立；另外，川軍第三師師長熊克武也在重慶宣布獨立……表面上看，架勢有當年辛亥之氣象，但此時的袁世凱已經不是當年的袁世凱了。
早在李烈鈞宣布獨立前，北洋軍便已開始向南方各省滲透。1912年秋，一小部分北洋軍隊應湖北都督黎元洪之邀陸續進入湖北境內；1913年5月中旬後，南北對立之勢日益明顯，北洋軍也開始大批南下，到5月底，駐紮在湖北的北洋軍已經超過2萬人。
袁世凱的戰略計畫並不複雜：北洋軍沿著京漢線和津浦線兩路分進，一路以湖北為基地，進攻江西和湖南；另一路以徐州為前沿，並以海軍策應沿岸，向安徽和江蘇進軍。在李烈鈞於湖口宣布獨立後，北洋軍第一軍各部在李純及王占元的率領下沿著京漢鐵路南下，很快便進抵江西九江；與此同時，馮國璋、雷震春、張勳等部也沿著津浦路進兵，向南京逼近。
一年前，黃興在南京留守處裁撤整編南方革命軍的時候特別留了個心眼，他在將那些兵員素質不高的隊伍加以裁撤的同時，卻秘密吸收了其中的中下級軍官充實到另一支部隊，這就是第八師。第八師的基本部隊來自於廣西新軍（原本是會集南京準備參加北伐的），在整編後，該師的幹部隊伍異常強大，從師旅長到營連長，基本都是由保定軍官學校畢業或者從日本士官學校回來的同盟會員所組成；另外，該師的武器也很充足，不但充分裝備了現部隊，還有一份預存在軍械庫。
第八師是在黃興的領導下所精心保留下來的一支精銳部隊，但因為整編的緣故，中上層軍官之間不甚團結，譬如當時黃興將他的警衛團劃給了第八師，但由於團長林虎所率的部隊來自廣東，與部隊中的廣西士兵及軍官發生矛盾，這個團後來便被調到了江西（林虎與李烈鈞是日本士官學校的同學），成為江西戰場上與北洋軍作戰的主要力量。與林虎情況類似的是，第八師的旅長趙恆惕也因軍中矛盾而將其中的一個團帶到了湖南（這支部隊在「二次革命」中基本沒有起到什麼作用）。
北洋軍李純部在進入江西後，首先與討袁軍前鋒林虎所部發生激戰，數日後，討袁軍初戰告捷並迫使北洋軍暫時後撤。李純受挫後調集後續兵力反撲並攻陷湖口，李烈鈞率討袁軍余部退守吳城，隨後又退守南昌。由於雙方實力相差懸殊，李烈鈞在北洋軍的圍攻之下，只好退出南昌並解散剩餘部隊，最終與林虎等人秘密流亡日本。
此時，第二軍的馮國璋、張勳、雷震春等部也進入江蘇並擺開合圍南京的架勢。黃興得訊後，隨即令駐徐州的冷遹第三師向鄰近的北洋駐軍發起進攻，又令第八師騎兵團及機關槍連、炮兵營、工兵營組成混合支隊，開赴徐州前線支援第三師，第一師第1旅也隨後跟進；第一師第2旅開赴臨淮關，協助安徽討袁軍協防北洋軍倪嗣沖部；第一師和第八師的其餘部隊，暫時駐防南京。
冷遹所部在北洋軍的優勢兵力緊逼下，不久即撤出徐州。討袁軍中的高級將領們鬥志十分消沉，坐鎮南京的黃興也是一籌莫展，整個司令部充滿了悲哀失敗的情緒。這時，逃到上海的原江蘇都督程德全發布取消江蘇獨立的電報，並密令捉拿黃興。在此情況下，黃興覺得事無可為，便在夜間乘船離開南京，一走了之。
黃興從南京不聲不響地出走後，其他高級將領洪承點、冷遹等也當即出走，局勢陷入了混亂。而在這時，革命陣營中的激烈派何海鳴、張堯卿、韓恢等人建立了「鐵血監視團」，他們在得知黃興離開南京後，急忙從上海星夜趕來，試圖挽回頹勢。如同武昌起義，在高級將領缺位的情況下，革命士兵再一次主動站了出來。在何海鳴等人的鼓動下，第一師的士兵趕走師長陳之驥（同盟會員，馮國璋之女婿），並與第八師聯合起來佔領了都督府，再次宣布獨立。
此時，張勳部前鋒已經抵達南京城外，儘管此時城內何海鳴領導的「討袁軍」連師長都無法選出，但革命士兵的戰鬥自覺性仍舊非常之高，他們每天都在街上站崗巡視，敵人一發起進攻，他們無須號令便奮身前往；即使在陣前，他們也無須指揮，便向前攻擊。這些士兵，便是黃興任南京留守處改編的第八師所殘存的部隊，而臨時領袖何海鳴也是位革命精神很強的人，他將軍中懷有異心的軍官一律剪除，頗似當年法國大革命時羅伯斯庇爾的風格。
等到馮國璋率各部北洋軍彙集南京後，雙方勢力更為懸殊，但即使在這種情況下，南京保衛戰仍舊堅持了20天，這與何海鳴等人及其革命士兵艱苦卓絕的革命精神是分不開的。在這20天里，南京守軍與北洋軍在雨花台、紫金山、天保城、幕府山等地展開了激烈的爭奪，「討袁軍」並未明顯落於下風。
在此期間，安徽「討袁軍」總司令柏文蔚從蕪湖率衛隊1營及憲兵約1000多人來到南京，這給南京「討袁軍」以極大的鼓舞。但是，何海鳴、張堯卿與柏文蔚之間出現不和，柏文蔚帶領少數人從水西門出走，而他帶來的大部分人卻自願留在南京繼續作戰，足見當時城內的革命氣氛是何等的濃烈。
9月1日晨，北洋軍對南京城發起總攻擊。張勳的辮子兵在朝陽門一帶挖地道進去，用炸藥將城牆轟塌兩丈有餘（當年湘軍攻下天京也是用的這招，主要是朱元璋修的城牆實在太厚）後，辮子兵隨即蜂擁而入。這時，太平門、通濟門、神策門也相繼被攻破，何海鳴等人率領士兵們在鐘樓、內橋、鴿子橋、花牌樓等處與北洋軍展開殘酷的巷戰，戰鬥一晝夜後仍不屈服，並於次日上午在雨花台同北洋軍進行了最後的決戰，在傷亡殆盡的情況下才最終潰散