黎元洪任都督，黎元洪不同意，后来吴兆麟以总指挥的身份提议公举黎元洪为都督，汤化龙为民政总参长。中华民国军政府鄂军都督府成立后，吴兆麟任谋略处谋略。武汉保卫战时，吴兆麟历任民军第一协统领，鄂军都督府参谋部副部长、部长，战时总司令部副参谋长等职务，曾经亲自赴汉口督战。黄兴来到湖北防守汉阳时，吴兆麟率参谋数人，协同办理军务，在前线和鄂军都督府间来往，参与制定作战计划，并协调战时总司令部与鄂军都督府的关系。汉阳失守，黄兴赴上海后，蒋翊武护理战时总司令，吴兆麟同蒋翊武共同筹划防守武昌。不久，黎元洪潜赴葛店，吴兆麟负责