下午4点，清军卷土重来，并有炮队助战，清海军司令萨镇冰派出六艘军舰协助张彪的陆军作战。清舰开炮轰击革命军，打了百余炮，没有一发命中。革命军开炮还击，才打了五、六炮，就有一炮打中敌舰，吓得敌舰开足马力，仓惶退出了战场。在陆上战场，清军在平地，革命军在山上，互有攻守，打了两个小时，清军渐渐不支，败退了下去。
18日这一天从早上一直打到晚上，双方才罢战收兵，革命军大胜而归。
19日黎元洪亲自到前线督战，他下令组织敢死队，共有1500人，攻击刘家庙之敌，贪生怕死的人不能参加敢死队。
早晨天刚亮，革命军即渡江直奔刘家庙，上午11点，步炮协同展开进攻，此时清军还未做好作战准备。革命军趁机连续进攻，清军则节节败退，其士兵惟恐丢掉性命，纷纷扔掉枪械逃跑，枪支、弹药扔得满地都是，连大炮也不要了。敢死队夺取了刘家庙，并缴获了大量的武器弹药。
这一仗，革命军的敢死队打出了声威，使清军一听到“敢死队”3个字就心惊肉跳，这种情绪甚至影响到了海军。当时停泊在刘家庙附近江心的清军舰队，因害怕敢死队来袭击，纷纷往下游撤退。
刘家庙之战胜利后，武汉三镇的百姓，纷纷手执红旗走上街头，庆贺革命军打了大胜仗。洋人也赞扬革命军作战英勇，纪律严明。
2、北洋军来势汹汹革命军且战且退
刘家庙之战刚一结束，荫昌的大军就逼近了武汉，还携带了大量的管退炮和马克沁机关枪，在人数和火力上都占据了优势。
与其他清军最大的不同在于，北洋军是袁世凯一手训练出来的，对袁既敬又畏，上下齐心，军官和士兵的军事素质也较高。袁世凯为提高部队的士气，还公开宣扬：“此次作战，不是汉族和满族之战，而是汉族间的政治集团利益之争”。袁的一些心腹将领甚至对属下士兵说：“这次打仗不是为了满族皇帝，而是为了袁大帅”。这些宣传确实起到了一些作用，泯灭了北洋军士兵的最后一点良知，使他们头脑麻木，作战凶悍，一心与革命军为敌。革命军遇到了劲敌。
此时的荫昌，名义上虽有两军的兵力，但第二军冯国璋不听他的调遣，其原因我们在前面已有交待。荫昌只好下令自己属下的北洋第一军进攻革命军。而北洋第一军之所以听他的命令，主要原因还在于袁世凯暗下指示：让朝廷看看北洋军的战斗力，从而不得不倚重他。
看到劲敌北洋军到来，革命军想趁其立足未稳打他个措手不及，遂主动发起进攻，但北洋军依仗火力凶猛，打退了革命军的进攻。
北洋军站稳了脚跟，就于10月27日向刘家庙展开进攻。王占元率混成第三协从铁路东面攻击，王遇甲率第四镇从铁路西面攻击。北洋军人人只带两天的干粮，以示两天内取胜的决心。抵达造纸厂后，北洋军受到了猛烈阻击，革命军前敌总指挥何锡藩命令火攻清军。革命军士兵遂找来煤油罐，火烧造纸厂。北洋军渐渐不支，革命军趁势猛攻，蛇山上的革命军炮队亦发炮轰击清军。荫昌见形势危急，急命海军助战。清舰海筹，海容等驶至丹水池江岸，从侧面炮击刘家庙。由于清舰火力强大，革命军伤亡较重，战至下午3时，不得不撤退至跑马厂，刘家庙被清军夺占。
10月28日黎明，北洋军进逼跑马厂，以混成三协为左翼，以四镇为右翼，炮兵布置在刘家庙西南。革命军则以汉口租界为屏障，潜伏在铁路南北，以路堤为屏障殊死抵抗。北洋军遭到密集火力射击，死伤枕藉。战至午后，王占元见久攻不下，命炮兵移到刘家庙南面的村庄里，轰击路堤旁的革命军伏兵，革命军伤亡较大，不得不边打边撤，北洋军攻进跑马厂西北角。这时，革命军以劲兵绕过日本租界，围攻王占元部，并切断了其与王遇甲部的联系。北洋军形势发生逆转。王遇甲见势不好，拚命驱赶士兵向前，支援王占元。清军炮队也集中火力，拦截革命军。革命军渐成不支之势，有的士兵弹药用尽，又没有补充，只好后撤。而恰恰在这关键时刻，革命军的前线总指挥不见了踪影，那么，他去哪儿了呢？
此时的前线总指挥，已经不是那个忠于革命但在指挥上过于谨慎的何锡藩了，他负了伤，其职务已由张景良代替了。
这张景良不是个坚定的革命者，从某种意义上来讲还可说是个投机者。武昌起义刚爆发的时候，张景良就对下属说：“朝廷已经宣布要立宪，也成立了内阁，我们汉人不应该再存有种族的偏见，不应该再闹革命。”这话传到革命党人那里，引起了义愤，有人就要杀他，但黎元洪偏袒他，把他留在自己身边做参谋。何锡藩负伤后，张景良竞自告奋勇要上前线去指挥，并愿意以家属做人质。黎元洪相信了他的话，就派他去了。谁知他上了前线，眼见北洋军攻势凶猛，不但不积极组织抵抗，反而暗令军需官不准给前线将士送弹药。下完命令他就脱离前线，偷偷跑到汉口市区躲藏了起来。
前有如狼似虎的敌军，后则失去了弹药和指挥官，革命军陷入混乱之中。在这紧要关头，军官谢元恺站了出来，自任总指挥，整顿后撤的士兵，修筑新的工事，节节抵抗北洋军。
谢元恺见北洋军管退炮和机关枪火力强大，就下令士兵隐蔽在战壕里，不要轻易现身，以免无谓牺牲。并下令清军进攻时，不要着急射击。要等清军离战壕还有一、二百米远时，再跃出战壕与其拚刺刀，让清军的大炮和机关枪失去作用。
谢元恺的战术果然奏效，几场刺刀拚下来，都是清军不敌而退。然而北洋军毕竟训练有素，看到革命军长于近战，就尽量避免与其直接搏斗，而是一触即退，充分发挥自己的火力优势拦截杀伤革命军，谢元恺在追击退却的北洋军时不幸中炮牺牲。清军乘机进攻，夺占大智门，革命军重新布置防线，抵抗清军。
战火稍息，革命军将士稍事休息。他们十分愤怒，就把军需官抓了起来，从他口中得知是张景良下的命令，就四处找寻张景良，终于在一户人家搜出了张。在一片“汉奸”的斥骂声中，张被押到汉口军政分府负责人詹大悲那里，詹惟恐把张景良押送黎元洪那里后，会被宽恕，就下令把张景良就地枪决了。
3、黄兴临危受命，冯国璋火烧汉口
正当汉口革命军缺乏指挥官之际，黄兴风尘仆仆地赶到了武昌。
黄兴是同盟会的元老，黄花岗起义的领导者和幸存者，在革命军中具有很高的威望，是仅次于孙中山的第二位革命领导人。
他的到来，使武汉三镇革命人士高兴异常，蒋翊武亲率军乐队和士兵到武昌码头迎接。黎元洪特别命人缝制了两面硕大的绣有“黄”字的大旗欢迎黄兴。对于黄兴的到来，他是既高兴又担忧，高兴的是黄兴一到，北洋军不愁没人抵御，担忧的是黄兴威望很高，自己的都督地位是否还能保得住。
黄兴本人则是位淡名薄利的真正的革命志士，他一到武昌，顾不上休息，就直奔汉口前线，以临时总指挥的名义布置战斗去了。
却说清军这边，其指挥系统也发生了变化，袁世凯此时已被任命为钦差大臣，直接控制水陆各军进攻武汉。袁世凯调兵遣将，以冯国璋为第一军统帅，以段祺瑞为第二军统帅，以第一军为先锋，直抵汉口前线。
再说荫昌，虽身为陆军大臣，且曾留学日本士官学校，但过于年轻，在军中并无多高的威望。与革命军接战之前，还颇为踌躇了一番，光怕打败了自己这个陆军大臣丢面子，在朝廷内外下不了台。
此次刘家庙，跑马厂之战，他指挥下的清军获胜，这让他大大地松了一口气。因此袁世凯来接替他总领各军，他也没有什么意见，反而有些高兴，觉得自己在打了胜仗的情况下回朝，不仅面子上风光，还必会受到奖赏。清廷呢，也确实会顺水推舟，还真对荫昌进行了褒奖，称他“功勋卓著”，这让荫昌颇为得意。
清军陆上虽一时得势，但海军却遭到了大失败。原来围攻革命军的清军舰队，此时几乎都起义投向革命军了，这又是怎么回事呢？
我们知道，武昌起义爆发不久，清廷即命海军提督萨镇冰率楚有、海琛、海筹、海容、楚同、江贞、江利、建威、建安、楚泰等舰协同陆军进攻革命军。
萨镇冰虽遵命而行，也确曾下令炮击革命军，但他内心其实颇为矛盾。因为萨氏与其他清军将领并不太一样，他曾在英国留过学，为人为官也很耿直清廉，对于腐败专制的清政府并没有什么好感。这一点曾被英国驻华领事看出，这位领事说：“萨氏对朝廷其实很冷淡。”
至于一些海军官兵，更对替清廷卖命不感兴趣，一些人还在暗地里酝酿起义。舰队的参谋长汤芗铭，是湖北军政府议长汤化龙的弟弟，他很同情革命党人。海琛舰电报通讯官张怿伯、二副杨庆贞、三副高幼钦、见习士官杨明等人，海容舰、海筹舰军官金琢章、何谓生，甚至海筹舰舰长黄钟瑛，都很同情革命。在向革命军发炮时，都做各舰士兵的工作，使其对空发炮。
革命军这边，也在积极做清军舰队的工作，促使其反正。
黎元洪与萨镇冰有师生之谊，为争取萨镇冰，他派人拿着礼物去看望萨氏，并致信一封。劝其反正。萨氏把礼物送还，但留下了书信。
此后萨镇冰与革命军有了默契，双方虽仍有战斗，但多是摆摆样子。