反清时期
1902年赴日留学，入东京弘文书院速成师范科学习，并参与创办《湖南游学译编》杂志，组织“湖南编译社”，介绍西方科学文化。1903年4月，为反对沙俄拒不从东北撤兵，同留日学生二百多人组织拒俄义勇队(后改称学生军、军国民教育会)。随后以军国民教育会运动员的名义归国。回长沙后，任教于明德、修业等学堂，暗中进行反清革命活动。1903年11月4日(九月十六)，借他三十岁生日为名，邀陈天华、宋教仁、张继、刘揆一、章行严等二十余人筹商成立秘密革命团体华兴会，后被选为会长。他提出在湖南首先发难，争取各省响应的方略，并决定从联络军、学两界和会党入手，准备在慈禧太后七十岁生辰时，乘机起义。事泄，黄兴等被迫流亡日本。在东京，他大力支持孙中山筹组全国革命团体同盟会。
1905年8月同盟会成立，被选为庶务(相当于协理)，成为同盟会中仅次于孙中山的重要领袖。此后，他以主要精力从事武装起义，亲自掌握留日陆军学生的入会工作，并从中选拔一些坚定分子组成一个严密的团体“丈夫团”，为进行武装斗争准备力量。1907～1908年间，参与或指挥钦州、防城起义，镇南关(今友谊关)起义，钦州、廉州、上思起义与云南河口之役。
1909年秋，受孙中山委派，到香港成立同盟会南方支部，策划广州新军起义。起义失败后，孙中山召集“庇能会议”，议决倾全党人力物力，在广州再举。1911年初在香港成立领导起义的总机关统筹部，黄兴任部长。于4月27日(三月二十九)发动黄花岗起义，他率敢死队百余人猛攻两广总督衙门，许多革命党人英勇牺牲，黄兴右手受伤，断去两指。起义失败后，他在香港养伤，支持宋教仁、谭人凤等在上海成立同盟会中部总会。10月10日武昌起义爆发，黄兴于28日赶到武汉，被任命为革命军战时总司令，率民军在汉阳前线与清军奋战二十余日。11月27日汉阳失陷后，转赴上海。南京光复后，独立各省代表会议先举他为大元帅，后改为副元帅代行大元帅职权，他均未赴任。
