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1911年11月5日，江苏省城苏州顺利光复。受省城光复的影响，江苏境内的常州、松江、清江等多个重要城市接连都爆发了反清革命，相继宣布独立、光复。临近的浙江、安徽二省更是全境光复。此时，有八旗驻防军屯扎的重镇江宁成为长江下游地区唯一还处在清政府控制下的重要城市。
江宁即南京，清末时两江总督在江苏省内的驻节之地，因为三面群山，一面临接长江，地势险要，利于防御，自古称为虎踞龙盘之地。清末宣统时期，江宁城及周边原驻防有统制徐绍祯率领的新军第九镇之第十七协等部、张勋率领的江防营二十营、王有宏统率的新防军（缉私队）十营、赵会鹏统率的巡防兵五营。此外，江宁在清代是八旗驻防之地，城内另设有满城，驻有八旗将军铁良新编的满人新军一标、炮兵一营。各地纷起反清革命后，两江总督张人骏为加强省城的防御力量，还另招募了饥民2500余人新编为十营。总体上看，江宁城的清军驻防力量十分雄厚，超出了武昌以及相邻的苏州、杭州等重要城市，因此也使江宁成为江南地区最后光复的重镇。
有鉴于武昌起义爆发的主力源自新军，而驻防江宁的新军第九镇等部中知识青年多、革命思想流播极广，且曾从其中诞生了同盟会著名的军事指挥官赵声，因而两江总督张人骏和江宁将军铁良都对驻扎江宁的新军部队极为不放心，起初一度想要对新军实施缴械，又恐因此反而激起兵变，后第九镇统制徐绍祯主动下令缴出大批弹药，以证清白。但张人骏仍旧在幕僚建议下将新军全部调出江宁城，以绝后患。1911年10月30日，原驻扎在江宁城中的新军第九镇各部（第十七协三十三、三十四标、马队第九标、炮队第九标、工程第九营、辎重第九营、宪兵营）被作为异类驱逐出城，前往江宁城外65里之处的秣陵关镇暂驻，统制徐绍祯以下官兵对此明显带有歧视的命令均极为愤怒。令新军第九镇将士更为恼火的是，在该部出城后，调入城接管防务的是素来与新军矛盾极深的张勋部江防军。11月6日，江苏省城苏州光复的消息传至江宁。江苏布政使樊增祥与江苏谘议局议长仇继恒劝说张人骏和铁良不要歧视新军，“给新军弹药，召使还城”，劝说二人宣布江宁独立，加入到反清阵营中。对于此议，张人骏与铁良颇为所动，但江防营统领张勋则坚决反对。同一天，因有谣言称城外的新军将于当天攻城，江宁城内的新防营发生反清哗变，江宁县署的一些支持革命的衙役也将狱中囚犯放出，张勋则率部在城中大行捕杀，进一步激起了民愤。
听说江宁城中大乱，11月7日，驻扎秣陵镇的新军第九镇官兵宣布反清起义。不过因为错误估计了江宁城守军的实力和城内的革命形势，在弹药缺乏的情况下，仍于8日拂晓勉强向江宁城进攻，打响了武力光复江宁的第一枪。结果在雨花台一线遭到张勋江防军优势兵力的阻击，损失惨重，被迫退往已经光复的镇江一带。
秣陵关的第九镇新军进攻江宁失利的消息引起上海中部同盟会总会注意。他们认为“非攻取南京，不足以完成江苏革命之任务”，于是在上海紧急召开会议商讨对策，最终通过决议，由已经反清光复的江苏、浙江各地发动、组织联军，并邀集其他外省光复城市派出援军，共同对江宁实施会攻，由熟悉江宁防守情形的第九镇统制徐绍祯任联军总司令。
此后由洪承点率领的上海沪军、黎天才率领的广东粤军、朱瑞率领的浙江浙军、刘之洁率领的苏州苏军、林述庆率领的镇江镇军以及柏文蔚率领的安徽淮军、徐宝山率领的扬州扬军先后到达江宁周围，与徐绍祯第九镇新军共同组成江浙联军，兵力共计14000余人。当时，原停泊江宁和上海的海军舰只已经全部起义，其中宋文翙率领在镇江起义的镇军舰队也被调加入对江宁作战，配合江浙联军水陆夹攻。镇军舰队中另以一部分士兵携带火炮组成炮队，配在镇军序列内上岸作战。另外王时泽率领的上海海军陆战队则编在沪军中作战，此战成为海军在辛亥革命中起义后参加反清作战的开始。
1911年11月23日，江苏都督程德全亲临前线，慰问江浙联军将士，鼓舞士气。第二天，会攻江宁的战斗打响。首先，浙军向江宁外围的幕府山炮台进攻，粤军则进攻乌龙山炮台，海军舰只负责封锁长江江面，以舰炮实施火力支援，猛轰沿江一带的清军炮台。经激烈战斗，乌龙山炮台首先被粤军攻占，清军方面驻防江宁的新防营统领王有宏战死。
25日，幕府山炮台亦被浙军占领，打开了江宁外围防线上的一道缺口。26日，苏军取道句容，开始攻打雨花台炮台。28日，革命军开始用幕府山炮台火炮轰击江宁城内张勋的指挥部所在地北极阁，同时由镇军、浙军开始围攻紫金山，于29日攻破紫金山清军阵地，同一天苏军也攻克了雨花台炮台。激战至12月1日，在海军军舰的炮火支援下，紫金山制高点天保城炮台也被革命军占领，遂用炮火轰击江宁城内，清军的江宁城防御体系完全崩溃，民军以大炮轰击太平门沿江一带，狮子山炮台与民军炮艇互相轰击，民军很快完全占据紫金山。两江总督张人骏、江宁将军铁良以及江防军统领张勋等于当天仓皇出逃，残余在城内的清军开城投降。12月2日，镇军率先进入江宁城中，江宁遂告光复。
当江浙联军陆续集结，准备向清政府控制下孤处江南的重镇江宁发起围攻时，1911年11月10日，湖北军政府都督黎元洪向全国各地独立的军政府发出通电，号召组织统一的反清临时政府，同一天，北方军政实力派人物袁世凯秘密派出的特使蔡廷干、刘承恩等到达武昌，打探军政府商谈和议的条件。
与此同时，武汉前线清军与革命军之间战事的激烈程度并没有丝毫的减弱。11月2日抵达武昌登坛拜将就任革命军战时总司令的黄兴，积极谋划兴兵夺回被清军占领的汉口。16日傍晚，汉阳的革命军在琴断口赶架浮桥三座，当晚10时30分秘密过桥渡汉水进入汉口，向清军发起突袭。战至第二天上午，革命军推进至居仁门至欲生路一线后，遭清军机关枪等优势火力的阻击，进攻势头被压制，陷入拉锯战状态。
当天中午，革命军供应午饭时，由于新兵缺乏战斗经验，一听说吃饭就往后跑，整个阵线出现混乱，清军则借机发动反攻猛扑，革命军猝不及防，顿时大败，在汉口的战线全线崩溃。当大批革命军从汉口败回汉阳时，因众人拥挤抢渡，将此前架设的浮桥压垮，造成数百名革命军官兵落水溺死的惨剧。此战中，革命军不仅伤亡惨重，丢失了大量的军火物资，而且严重影响了士气。黄兴垂头丧气，痛不欲生，在友人开解下，勉强着手调整部署，开始转入防御态势。
就在武昌、汉阳的革命军陷入士气低落的不利局面时，九江方面的海军舰队应湖北军政府要求开到，在关键时刻加入到助守武昌、汉阳的战斗中，鼓舞了革命军士气，起到了力挽狂澜的重要作用。
当清政府海军主力在九江举义后，即就地听从九江军政府的统辖指挥。得悉此讯，湖北军政府立即派专员前往九江，表示希望海军舰队重回武汉江段，配合革命军进行作战。经过会商，根据当时的作战需要，驻在九江的海军分成第一、第二两支舰队各自行动。其中“海筹”、“江贞”、“湖隼”三舰编成第一舰队，由司令黄钟瑛率领下驶安庆，支援安徽的革命军，巩固安徽的革命成果。第二舰队则由“海容”、“海琛”、“湖鹗”舰组成，由汤芗铭自任司令，指挥开往武汉江面配合革命军作战。11月18日，海军舰队的第一、二舰队同时从九江出发，分赴二地，“海容”等第二舰队军舰于19日凌晨重新抵达武汉阳逻江面。当天武昌革命军通过间谍获知清军有一军列由京汉路南下增援，湖北军政府随即指示海军负责轰击京汉铁路沿线，破坏清军的铁路军运，同时负责封锁长江江面，防范清军南渡袭击武昌。
上午11时，汤芗铭率三舰驶抵汉口刘家庙火车站附近江岸，开始炮击车站。下午3时，“海容”舰和“湖鹗”舰先后通过北岸清军防线，直驶武昌黄鹤楼下，使得革命军士气大振。在从武昌回驶阳逻时，“海容”以猛烈的炮火猛射江岸清军炮兵阵地，迫近江岸至500米以内，连续猛射。其炮弹开始爆炸于车站左近，江岸炮兵阵地内沙尘飞扬，村落起火，清军炮火最后不得不归于沉默。此战，首度加入反清战斗的“海容”表现极为突出，以一艘军舰单枪匹马对抗北岸整个清军炮兵阵地，并用优势火力将其全部压制，成了辛亥革命中一段佳话。此后，除“湖鹗”鱼雷艇因被清军炮火击伤而退出战斗外，“海容”、“海琛”开始在武汉段长江江面上来往活跃，积极配合革命军的作战行动。
11月21日，清军以一个混成协左右的兵力向三眼桥、琴断口要隘进攻，发起夺取汉阳的作战，战斗十分激烈。22日，为减轻汉阳前敌的压力，革命军派出第三协于午夜潜行至五通口方向，在23日拂晓4时在谌家矶清军后路发起突袭，“海容”、“海琛”则配合该部革命军行动，在清晨对丹水池一带聚集的清军炮击，遭到突然袭击，被迫退至二道桥。
为继续缓解汉阳前线革命军的压力，25日“海容”、“海琛”又配合革命军陆军在清军后方的阳逻一带登陆，但因陆军战力不济，并未能发挥出大的效果。
而慑于革命军军舰火炮的威力，清军在进攻汉阳时改换策略，将主攻方向转至距离江岸较远的蔡甸一带，使得“海容”、“海琛”二舰鞭长莫及。26日，在清军猛攻之下，革命军汉阳防线开始溃败，至27日，汉阳全部失守，革命军在武汉地区的作战转入以保卫武昌为中心。
攻占了汉口、汉阳两镇，清军原本应当乘胜过江攻打武昌。但因为有海军舰只在江上游弋护卫，加之当时袁世凯已经有意与革命党进行交易，逼清廷退位，清军遂止步于长江岸边，在武汉地区形成了双方军队隔江对峙的僵持局面，再无激烈战斗。
湖北军政府为了确保长江防线的安全，电报上海、九江、镇江各处，催促加派军舰到达武汉地区加入巡防。于是“海筹”、“南琛”、“建安”、“楚同”、“楚豫”、“楚谦”、“楚观”等舰先后汇集到了武汉段长江，防范清军渡江，海军的“飞鹰”军舰还特别运输了一架革命党购自日本的水上飞机前来武汉助防。
12月7日，因为长江江水日益干涸，排水量大、吃水较深的“海容”、“海筹”、“海琛”三舰为防搁浅，全部离开武汉段长江，转由“楚”字等炮舰继续执行巡弋江面、防范北军南下的任务。自12月18日，南北议和正式开始后，清军与革命军停战，武汉局势转为松弛，留防武汉地区的各舰也多陆续下驶，海军助守武昌的行动遂以圆满结束而告终。