武昌兵變本來與海軍無關，只因年輕的海軍大臣載洵在御前會議上說了句：「海軍也可助戰，著令海軍提督薩鎮冰率巡洋艦駛進長江，去揍他們。」
年邁昏聵的內閣總理大臣奕劻也隨聲附和，遂命海軍馳援武漢。
「海」字型大小巡洋艦曾航經南洋群島、檳榔嶼諸地，停泊時當地華僑上艦慰問，華僑青年還宣傳清廷腐敗、民族危機等情，並把孫文所著革命書籍攜到艦上散發。海軍中福建籍學生出身士兵易受感染，多數同情革命。對各地起義風潮，時有所聞。少數有覺悟的二三青年，也想乘時而起。但那海軍舉事比陸軍特難，同一艦隻人員說話都要小心謹慎，哪能像陸軍士兵造反，到處串連，登高一呼，即可發難？海軍中既無革命組織，又無法徵得全艦官兵同意，哪敢輕舉妄動？
在巡洋艦海琛號上，有個專司無線電通訊的正電官張懌伯，平時結交二副楊慶貞、三副高幼欽，因均有革命思想而引為同志。艦隻由吳淞口上駛武漢過九江。此時九江已宣布起義，城頭懸掛白旗。張懌伯向高幼欽問道：「高兄有何感想？」
高幼欽道：「我是很同情，可惜我們艦上難以實現理想。」
張懌伯道：「這次武昌起事，已有外地響應，與往日風潮不同。說不定我們可以有所作為。」
剛談兩句，旗人艦長榮續走來。兩人剛想走開，榮續忽把高幼欽喊住問道：「你們嘀咕什麼？」
高幼欽道：「沒什麼，我問張正電官，九江城頭為何豎白旗？他說不知道。」
榮續惱怒道：「那是革命黨，插白旗投降的。」
艦艇齊集武漢下游陽邏，榮續積極策劃向民軍進攻。三副高幼欽焦急萬分，找張懌伯商量道：「我去把榮續殺掉，然後宣布起義。如此可阻止海軍向革命軍進攻。」
正電官張懌伯道：「我們事前毫無準備，不可倉促行事。這不同陸軍起事，殺一長官，可一呼百應。如果不成功，反會壞事。不如先分頭聯絡我艦官兵，再向其他艦隻運動，共舉義旗，才可成大事。比殺一艦長，收效更大。」
三副高幼欽連連點頭，便轉入秘密活動，聯絡海琛號誌同道合者許多人。但艦與艦之間，仍無法進行聯絡。張懌伯正苦悶間，忽有海籌號正電官何渭生數人因公來海琛號，托水手將信函轉張懌伯。拆信，見是英文密碼十二種，說明備用。原來張懌伯和海籌、海容號正電官均是同班同學，過去都同情革命，互相極為了解。送密碼來，可秘密通訊聯絡。此時大戰迫在眉睫，海軍參戰，那三艘巡洋艦的十五生的炮徑炮彈出膛，將會炸死多少革命健兒？張懌伯苦思冥想也不得計謀，最後只有急電海容、海籌正電官同學，囑咐結交兵員，對正副炮手宣傳人道主義，動其惻隱之心，開炮時，勿瞄準，或射向天，或射向江中，以關照漢族同胞。諸同學接密電後，分頭聯絡炮長，都表示同情。因此，劉家廟之戰，只有滿人艦長的小型炮艇特別賣力，三大巡洋艦都把巨型炮彈打過民軍陣地後面去了。雖見煙塵騰空，遮天蔽日，實乃虛張聲勢而已。
張懌伯在海琛號艦上積極遊說，大部官兵均贊成起義。他用白綾剪成圓形簽名單做盟約，艦上幫統、輪機長也暗中幫助，凡贊成舉義者都簽名盟約上，先把本艦官兵團結起來，只是瞞住旗人艦長榮續。
忽一日，張懌伯接薩鎮冰致艦長密電，譯出後見是「淞滬失守防宿字來攻」九個字。張懌伯知「宿」字，即魚雷艇代稱，均停泊上海高昌廟。淞滬起義，魚雷艇必然易幟，故「防宿字來攻」。張懌伯一面把譯電呈旗人艦長，一面密告諸盟友。於是，艦上人人高興，知道清皇朝大勢已去，海軍起義指日可待了。
三艘巡洋艦中，海琛、海容艦長是旗人，唯海籌艦長是漢人黃鐘英。張懌伯想那海籌號必定大有可為，但卻毫無動靜，便決意密訪海籌。乘盟友高幼欽擔任值更官時，乘小筏暗抵海籌號，找到正電官同學何渭生，把本艦簽名盟約出示給他看，並請轉告艦上官兵，照樣辦理。何渭生便攜帶白綾簽字圖樣去艦上秘密遊說，但僅兩三人答應簽名，多數官兵表示遲疑。何渭生只好再與張懌伯商量。張懌伯道：「事關重大，不敢簽名，可先徵求艦長意見。」
何渭生去找艦長黃鐘英，黃鐘英道：「現在淞滬宣告獨立，你們看著辦吧！」
得到艦長默許，海籌號官兵竟全部簽名。張懌伯高興說道：「我回艦去，你既得黃艦長默許，行動便利，請去海容號遊說一下。」
之後，張懌伯便告辭回艦。
何渭生借口電機損壞，向艦長黃鐘英報告，須去海容號借電機。黃艦長心照不宣，便派小筏送何渭生去海容號，何渭生找到正電官同學，海容號也依樣辦理簽名。至此，三艘巡洋艦起義準備已經就緒。
海軍提督薩鎮冰對部屬不穩早有察覺，更因淞滬失守，海軍全部財產及家屬均在上海，而憂心如焚。薩鎮冰記得袁世凱召見時稱：以陸軍進攻漢陽，海軍炮轟武昌。而袁氏北歸時忽又來電：黎有就撫之意……如此，海軍無所作為，軍心日益渙散。薩鎮冰正一籌莫展之時，參謀長湯薌銘便乘機進言道：「淞滬失守，我海軍後方必然落入革命軍手中。袁宮保既走，海軍再在此待命，江水日落，後果不堪設想。艦隊不如下駛返航。」
薩鎮冰心想：九江、上海均宣告獨立，即便下駛，怎樣過九江？怎樣抵上海？沉默許久，說道：「我服務海軍三十年，屢次戰爭，未獲一次勝利。現在打內戰，獲勝也不足為榮。我老了！不忍見無辜人民橫遭屠戮。我受清帝厚恩，也不能附和革命，今天把艦隊交付給你們，附南附北，我不過問。」
湯薌銘道：「願在提督率領下，順應潮流，為革命建立功勛。」
薩鎮冰道：「不必了。請通知各艦長，明日來海容，我有話要談。」
次日，各艦長來海容艦聽訓，薩鎮冰從公文篋中取出兩封函電，先將袁世凱電報給各艦長看了「……黎元洪有就撫之意，前請艦攻武昌，著從緩。」
薩鎮冰然後說道：「請諸位傳閱外交團的急電。」
電文略曰：「各公使以漢口領事之請，致緊急陳詞於清政府，以期轉飭奉命前往圖復武昌之薩提督於進攻時，免致毀及租界……」
各艦長閱過函電，沉默無語。薩鎮冰鄭重宣佈道：「兄弟有病，要馬上去滬就醫，沈統領亦同去滬。留下的各艦艦長以海籌艦長黃鐘英資格最深，可以擔任隊長。從明日起即將我提督旗落下，由海籌艦升隊長旗，便宜行事。望諸君好自為之……」
各艦長無異言，表示服從。次日，薩鎮冰便自行引退。湯薌銘等恭送薩鎮冰登小火輪離艦，改乘英商輪太古號赴上海。
薩鎮冰離艦後，三隻「海」字型大小巡洋艦，電報往還籌商行動，革命思潮更加公開。以長江入冬水位下降為由，三「海」自動下駛。
離陽邏落旗時，海琛號取下龍旗，拋擲江中，將密制的巨幅白旗，懸掛船尾。後續艦隻望到，也都照樣掛起白旗。隨同下駛的有江元、飛鷹及湖字型大小艦艇……
如此浩大海軍艦隊，懸掛白旗駛進九江江面停泊。此時，九江早已起義，預先並無聯絡，見之大為詫異。九江軍分府都督馬毓寶命炮台司令嚴密監視。海軍艦隊到九江後，忽打出旗語：「請接洽合作。」
九江軍分府聞訊，革命黨人林森、李烈鈞等立刻乘小火輪登巡洋艦接洽。參謀長湯薌銘道：「薩提督已去上海就醫，海軍原在武漢江面，已與武昌黎元洪都督有聯繫。」
林森道：「海軍來九江反正，使人喜出望外，革命軍有海軍參戰，清廷覆亡更加快了！」
洽談後，商定成立陸海軍聯合委員會，研究供給煤、米等問題。
李烈鈞回軍分府報告一切，忽有人提問道：「海軍為何不在武漢前線反正？反而來九江反正？想那海軍基地在上海，或民軍正攻南京，而是去南京助戰也說不定，其中難免有詐。」
又有人說：「既然反正，為何艦上還有旗人艦長？未可憑信。」
這是問題，但又不便去艦艇當面質問，九江軍分府急電武昌軍政府黎元洪查詢。電文曰：
黎都督鑒：
本日午刻十點，有海琛、海籌、海容三戰艦到潯。據各艦主云：系因水涸，奉薩統制諭：命駛東下。並雲薩統制與貴都督已有接洽，該船通豎白旗，並向潯軍政府請領國旗。惟窺其意，尚欲下駛，現在南京尚未克複，該艦仍想東下，不可不防。現已由潯將三艦扣留，暫不準下駛，究應如何處置，及該艦需用煤、米等，可否由潯供給，敬乞迅示遵行。
潯軍政府叩
黎元洪接電報後，感到事出蹊蹺，十分突然，急找眾人會商。
周圍人看電報也大惑不解：海軍起義為何如此之快？為何不在武昌起義，而下駛九江起義？「薩統制與貴都督已有接洽」如何解釋？
議論紛紜，莫衷一是。孫武說道：「不必耽擱時間，仍讓李作棟乘快利輪去九江，直接了解真相。」