3月下旬，孙中山、郑士良、陈少白、陆皓东等到广州，在双门底王氏家祠建立机关，假借“农学会”名义活动。“镇涛”号炮舰管带、原福建马江水师学堂学生程奎光及其水师数百人加入兴中会。起义的基本队伍是：新安、深圳等地的会党，中日战争后遣散的部分营勇，三元里、香山等地的民团，北江、顺德等地的绿林等。具体计划是以10月26日(九月初九日)为期，由杨衢云率领集中在香港的会党分子3000人作前锋，攻击广州地方衙署，其他队伍分头埋伏在广州城内响应。孙中山等认为，这一天是夏历重阳节，不少人回省扫墓，有利于掩护起义队伍行动。为了争取列强承认起义军是交战团体，黎德和特·高文起草了对外宣言，香港律师、立法局议员何启和谢缵泰作了修订，陆皓东制作了以青天白日为图案的旗帜。

　　10月6日(八月十八日)，孙中山在广州《中西日报》发表由兴中会会员、基督教牧师区凤墀代为起草的《拟创立农学会书》，征集同志。书中，孙中山表示将翻译各国农桑新书，设立学堂，开设博览会，躬操耕作，以此启发农民，振兴农业。广州很多士绅参加发起。其中有一位孙中山的香山同乡刘学询，因操纵与科举考试有密切关系的赌博，成为巨富，权倾一方。他曾资助孙中山行医。某日，孙中山在香港访问刘学询，闭门密谈。孙称：“中国现要瓜分矣。”“中国人犹醉生梦死，不知国亡之无日。”“与其希求官僚之振作，不如运动草莽之奋起。”他向刘阐述了利用会党在广东发动起义的计划，要求刘支持，但刘认为《马关条约》已订，时机已过，仅仅依靠炸药进行暗杀，或联络“会匪”，容易重演“排外”事件，引起“瓜分”危机。孙中山意欲推刘为领袖，但刘称赞孙“年少有为”，要孙不要“妄自菲薄”。辞别时，孙向刘表示：“当缓图之。”不过，事后，孙中山并未停止活动，和刘学询之间仍然保持着秘密而复杂的关系。

　　起义的发动与失败

　　10月10日(农历八月二十二日)，兴中会总部在香港集会，选举孙中山为会长，称为“伯里玺天德”(President)，起义后即为合众政府大总统。第二天，杨衢云要求孙中山将会长一职让给自己，郑士良、陈少白坚决反对。郑声言：此席大家都属意孙先生，如有人作非分之想，就亲手杀了他。孙中山为了不在起义前夕引起分裂，同意让位。

　　10月26日晨，各路会党、民团、营勇按原部署埋伏在广州城内，但杨衢云却临时打电报给孙中山，声称“货不能来”。孙中山无法，只好一面资遣会党首领，一面电告杨衢云：“货不要来，以待后命。”陈少白认为处境危险，劝孙中山离开广州，孙称自己有事要办，要陈先回香港。其间，会员朱淇的哥哥朱湘向缉捕委员李家焯告密，李立即派士兵监视孙中山行动。当日，孙中山赴某牧师的宴会，发现路上满布营勇，笑着对同行者说：“此辈都是来侦察我的行踪的吧！”27日(九月初十日)，两广总督谭钟麟得到确报，立即派人到王家祠堂等处搜缉，陆皓东、程奎光等6人被捕。杨衢云因已有七箱军械装轮启运，仍派朱贵全、丘四等率200人前往广州，28日(九月十一日)晨登岸时，清军早有戒备，朱贵全、丘四等多人被捕。孙中山在事后曾在广州匿居三天，得知陆皓东被捕后，烧毁同志名簿，埋妥炸弹，化装为苦力，从容登上开往澳门的轮船，转赴香港。

　　孙中山到港后，清两广总督谭钟麟照会英国领事，知照港督，要求交出孙中山等4人，港督以“英国不愿交出政治犯”为理由拒绝，但表示，如孙文来港，将驱逐出境。11月2日(九月十六日)，孙中山与陈少白、郑士良等东渡日本。邓荫南避走澳门，杨衢云则远走南非。

　　陆皓东被捕后，遭到非刑审讯，但他坚贞不屈，在供词中慷慨自陈：“愤异族政府之腐败专制，官吏之贪污庸懦，外人之阴谋窥伺，凭吊中原，荆榛满目，每一念及，真不知涕泪之何从也。”又称：“要知今日非废灭满清，决不足以光复汉族；非诛除汉奸，又不足以废灭满清，故吾等尤欲诛一二狗官，以为我汉人当头一棒。今事虽不成，此心甚慰，但我可杀，而继我而起者不可尽杀。”他向清吏表示：“吾言尽矣，请速行刑！”11月7日(九月二十一日)，陆皓东、朱贵全、丘四三人同时被害，程奎光被清吏严刑逼供，被笞至六百军棍，气绝身亡。时称四烈士。后来，孙中山称陆皓东为“中国有史以来为共和革命而牺牲者之第一人”。

　　广州起义准备不足，敌我力量悬殊，失败有其必然性，但是，它是革命党人用武装起义推翻清朝、建立共和的第一次勇敢的尝试，陆皓东等以无畏与牺牲精神为继起者树立了光辉榜样。