在这种困境下，陈其美在上海重整旗鼓。

清朝末年，上海是兴旺发达的贸易港口，水陆交通便利，尤其是电信，更是便利。

上海又是商务与人文荟集之处，作为新文化的中心，新书报杂志种类繁多。

上海的外国租界，享有治外法权，清朝统治者在此无能为力。

利用这些有利条件，陈其美大大利用自己性情豪放，交际甚广，长于组织，工于谋略等优势，在上海大刀阔斧地行动起来。

正是陈其美在上海的反清活动，为同盟会在长江流域的发展打开了新的局面。

因为陈其美在上海有社会基础，熟悉情况，后来委任为同盟会中部总会庶务部长，主持日常工作。

1911年10月10日武昌起义爆发，得知武昌首义的消息后，上海的革命党人开始加紧筹划起义事宜。

参与筹备起义的有中国同盟会中部总会、光复会上海支部和上海商团公会三方力量，陈其美、李燮和等人是主要负责人。

11月3日上午11时，起义者率先占领闸北巡警总局。

由于大势所趋，驻上海的清朝军警纷纷倒向革命党人。

午后2时许，各路敢死队与商团武装数千人拥至西门外斜桥西园举行誓师大会，陈其美等人发表慷慨激昂的演说，宣布上海反清独立。

起义军接着向上海县城猛攻，县知事衙门、道台衙门均很快被先后占领，上海县知事、道台逃入租界避难。

至晚上8时，上海城厢内外已全部光复，但在攻打江南制造局时，意想不到的事发生了。

江南制造局位于上海县城南门外的高昌庙，创立于1865年，是当时国内生产新式武器的最大兵工厂之一。

革命军若能将制造局控制在手，便不愁缺乏军火。

此时的制造局总办张士珩所部卫队三百多人，都是安徽老乡，外人运动无法入手，必须硬碰硬地以武力去对付。

防守制造局的除驻军外还有特别巡警队，同时在黄浦江中还泊有一艘炮艇，协同防御。

下午4时，陈其美另行组织一支百余人的敢死队前去攻打江南制造局，他们携带向商团公会借来的40支步枪、子弹若干发，以及自制的土炸弹数枚，由杨谱笙、高子白带队，陈其美随队督战。

到了制造局门前，陈其美一方面是急于求成，一方面也是感到在大局已定的情形下，实在不必要造成敌我双方无谓的人员伤亡，于是他请各同志暂停攻击，自己则准备入局劝降。

等他进去之后，便消息杳然。

实际上是他劝说无效，反被扣留了。

当时陈其美进去劝说张士珩投降，免遭流血之祸，并晓以大义，说革命党已在外面围攻，声势赫赫。

软硬兼施之下，不料张士珩丝毫不为所动，反将他五花大绑。

陈其美见劝降办法行不通，只好束手待毙。

劝降失败，只得硬攻。

下午5点，敢死队乘制造局放工时候，拥入局门。

当时守军中的一部分人同情革命，但还有一小部分人在总办张士珩的督率下负隅顽抗。

守军先放空枪以示警告，敢死队见没有子弹，便冲上前去投掷炸弹，守军于是以实弹射击，当场打死一人打伤二人，敢死队的进攻受挫。