11月3日夜上海光復的消息與翌日傳到浙江後，杭州全程軍民激動萬分，革命黨人立即決定與當日夜十二點發動起義，並分頭緊急通知各單位的革命同志。
由於浙江經過光復會的長期發動，革命的群眾基層比較好，再加上鐵血救國黨的大量運作和活動，革命力量已經深入軍隊、工商業、教育界和會黨當中。就連巡防營、撫署衛隊、憲兵營和陸軍小學堂學生也大半贊成革命。
按照計劃，起義的口號為「獨立」，所有參加的新軍士兵或其他人員一律左臂縛白布為標誌，以第二十一鎮統制蔡國棟為起義總指揮，以二十一鎮司令部為起義指揮部。
11月4日夜晚，蔡國棟召集全鎮上下所有官兵，宣佈起義，並配發足額彈藥，第四十一協協統蕭星垣等人得知蔡國棟發動起義之後倉皇而逃，蔡國棟立即命令鐵血救國的軍官蔡成勛接替四十一協協統之位，命令八十一標標統周成炎率部從南星橋出發向杭州城進發，命第八十二標標統韓兆基率部從筧橋出發，向杭城挺進。又命第四十二協協統周傳東率部向浙江其他地區分頭進軍，以最快的速度奪取政權。
而駐紮在城內的工程營、憲兵大隊官兵很快打開艮山門、望江門新城門，迎接八十一標、八十二標起義士兵進城。
八十一標在進城之後很快接到了蔡國棟的命令，隨即命令二營佔領了自鬧市口至武林門沿大街通往旗營主要道武林門、錢塘門、涌金門、鬧市口、官巷口、眾安橋等地，包圍清兵旗營。三營迅速趕往設在報國寺的軍械局在，向軍械局發起了進攻，但駐守在軍械局的清軍巡防營未做抵抗便投降。三營佔領軍械局之後當即分兵對清兵旗營發起進攻。
八十二標起義士兵從望江門新城門進城後，第三營率全營官兵在革命黨人顧乃斌的引導下主攻巡撫衙門，第一、第二營即分頭佔領織造署和藩、道衙門及大清、浙江兩銀行，防守城南各地。革命黨人張伯歧和同盟會會員蔣志清帶領敢死隊，配合第三營起義土兵對撫署發起進攻。由於有蔡國棟在新軍中主持大局，同盟會、光復會等人在新軍中並沒多少勢力，全靠從各處網羅的一些會黨成員才能組織這一百多人的敢死隊。
這時，革命黨人王金髮也帶領敢死隊也趕來參加戰鬥。王金髮、張伯歧身先士卒，闖入撫署衛隊室，擊殺衛隊長，然後拋出信號彈，發出進攻信號。在進攻撫署的過程，僅衛隊教練官施放機關槍，進行阻擊，但立即被衛隊士兵奪去。起義士兵衝進撫署二堂。浙撫增韞越後牆逃跑，但很快被八十二標起義士兵所捕獲。王金髮指揮敢死隊隊員，要焚毀撫署，但是遭到起義新軍官兵的阻止。
蔣志清當眾要歷述增溫的罪狀，要將增韞就地正法以振軍心，震懾其他抵抗的清軍，就在他要殺增韞的時候，起義軍總指揮蔡國棟騎着高頭大馬在警衛營的護衛下趕過來阻止行刑。
「住手，刀下留人！」蔡國棟大喝一聲飛身從戰馬上跳下，向巡撫衙門走過來。
劊子手停止砍頭，蔣志清臉上上前道：「總指揮，為什麼不殺增韞？殺了他之後各地抵抗的清軍就會士氣大跌，這有助於我們迅速佔領各地！」
蔡國棟舉手阻止他繼續說下去，走過去將增韞扶起來，揭開捆綁他的繩索道：「大人受委屈了，請先進去休息片刻，我處理了這邊的事情就過去，來人，扶巡撫大人進去休息！」
極為狼狽的增韞感激地看了蔡國棟一眼，很快有幾個士兵過來將增韞帶走。蔡國棟這才轉身對蔣志清說道：「我知道剛才這位同盟會的蔣同志說的有一定的道理，殺了他固然可以讓我們更快的光復浙江各地，但是也同樣給我們增加了光復後建設家鄉的障礙，雖然說革命了，但是現在有多少人懂得革命呢？中國四萬萬人口有幾個識字的？有幾個懂得革命的道理的？在我們中國，識字的士大夫階層還佔據着知識分子的絕大多數，這些人的思想一時間沒有轉過彎來，需要我們給他們宣傳革命的道理，讓他們跟隨我們一起站起來革命，如此我們中國才能更快的趕超列強，而增韞是這些知識分子中的代表人物，說服他加入到我們中來，這對於我們革命事業有着重大的作用和意義，我希望諸位都想想，我們把腦袋別在褲腰帶上革命的目的是什麼？難道僅僅只是殺人嗎？殺人能解決問題嗎？革命不僅僅只是破壞，還有建設！我們
