武昌起义，清朝政府调集附近陆军南下，并命令海军开赴湖北，正好乘此之机，海琛舰驾驶二副杨庆贞、三副高幼钦、见习士官阳明都有起义之意。除了海圻舰在欧洲游访，海琛、海容、海筹相继沿长江航道驶向武汉阳逻。统率海军的萨镇冰统制驻扎在海容舰上，帮统沈寿堃驻扎在海琛舰上。

海琛舰长荣续是满人，高幼钦忽然来跟张怿伯商量，杀掉荣续，张怿伯认为事前没有準备，仓促行事，如果不成功，会引来很多麻烦，不如缓一缓，先分工合作，联络海琛舰官兵，然后再跟其他舰联繫，使大家心往一处想，劲往一处使，比杀一个舰长获益更多。
海琛舰驶到平汉铁路江岸边，远远看见清军与革命军在汉口东北方向交战。海琛舰开炮27发，革命军还以炮击，之后海琛舰又往下游停在阳逻。海琛舰士兵中福建籍、山东籍占大多数。福建籍士兵与萨统制是同乡，没有举义的动作。海琛舰水手头目李春、一等水手刘文才二人有革命进步思想，张怿伯与他们联络，让他们与山东籍士兵沟通，安徽籍士兵王春山和其他几人也在海琛舰上鼓动起义。可惜的是，舰与舰之间往来不密切，幸好海筹舰的正电官何渭生、海容舰的正电官金琢章都是张怿伯的同学，推翻清朝统治也是他们的志愿。正巧何渭生因公事乘海筹舰的小轮到海琛舰，托水手转给张怿伯一封密函，里面是临时编订的12种英文密电码，以备3舰之间秘密通讯。
当局又命令舰队对武昌开炮，张怿伯急忙电传金琢章、何渭生两人，让他们交代炮手攻击武昌时，不要瞄準革命军。何渭生与海筹舰枪炮副官陈世英洽谈，都觉得此事可行。

海琛巡洋舰任正电官张怪伯

15时到16时，海琛、海容、海筹3艘舰共发炮700余发，3舰左舷边炮及首尾大炮共21尊，其威力不可小觑，如果真正攻击，武汉作为革命军的根据地，恐怕岌岌可危。当局觉得炮弹耗费较多，不再交战，让舰队负责监视来往船只。
张怿伯仍然继续进行游说工作，海琛舰士官，除了杨庆贞、高幼钦、阳明有了默契外，帮带林永谟、轮机长王齐辰也暗中相助。大家準备了圆形签名单，作为盟约，凡是赞成的，都秘密签名。
海琛、海容两舰长是满人，海筹舰长是汉人，因此海筹舰有举义的条件，但是舰上士官的意思不是很清楚，军中戒备森严，如果没有公务，不得到其他舰上去。在高幼钦的掩护下张怿伯来到海筹舰，将海琛舰上大家的签名单交由何渭生转给舰员们看，并请他办理与其类似的签名单。当时只有沙训龄、佘振兴答应，其余人称这件事关係重大，要先徵求舰长同意。由谁去说服舰长，沙训龄认为何渭生是接洽人，由他去跟舰长黄钟瑛说最适宜，黄钟瑛听后默许了。何渭生以电机损坏，得到海琛舰上借电机为藉口，黄舰长明知用意，仍下令派鱼雷艇将何渭生送到海琛舰上。何渭生将海筹舰上的签名密件带过来，举义又进了一步。
南下的清军占领了汉口，每天炮击汉阳，驻扎在汉口的海军没有行动，军心渐渐涣散，萨统制更是召海琛舰二副杨庆贞听训，想继续採取愚民政策，殊不知大家已经知道外面的局势。3舰离开阳逻，向下游行驶时，海琛舰见习士官阳明将龙旗扔掉，把巨幅白旗悬挂在舰尾，其他舰相继也这幺做了。
海军虽然已经起义，但事前没有与陆军约定，可能生出猜疑。当时林森、吴铁城二人驻军九江，登舰拜访，张怿伯是举义的主要人物，又与林森有过一面之缘，相见叙谈。陆军中戈克安原先是海容舰士官，由于地域派别，结怨较深，当海容舰抵达九江第二天，由于水流湍急，移动了预定的泊船方位，戈克安竟污衊说是私自逃跑，发炮射击。林森、李烈钧阅看海军举义的文卷后，对戈克安的鲁莽行为，深表不满。在与九江当地军政要员设宴招待举义各舰将士时，林森陈词痛哭失声，张怿伯在发言中讲，海军起义是经历艰难险阻才成功的，海军没有值得可怀疑的。

3舰之后驶离九江，又到了汉口。海筹舰黄钟瑛舰长此时升为总司令，奉命攻三道桥，见到有南下冯国璋的军队，开炮攻击，冯国璋驻扎在汉口、汉阳的军队在海容舰、海筹舰合力猛攻下，受到重创。
海军举义革命从1911年阴曆八月下旬舰艇开赴汉口时开始，一直到清帝退位，改用民国纪年，历时不到4个月。

在1911年辛亥革命中，海军助力岸上的陆军起义，同时自身举义反清，为革命的成功作出了重要贡献。