加入中国同盟会。1907年（光绪33年），和蒋介石、张群在振武学校结识。1908年（光绪34年），入陆军测量局地形科学习。1910年（宣统2年）归国。1911年（宣统3年）10月，武昌起义爆发，黄郛赴上海辅佐陈其美发动革命派起义，光复上海。11月，陈其美任沪军都督府都督，黄郛任参谋长兼沪军第2师师长。此外，蒋介石此时归国，任沪军第2师第5团团长。蒋与陈、黄义气相投，遂与陈、黄换帖拜把，三人结成「盟兄弟」。1912年（民国元年）1月，南京临时政府成立，黄郛被孙文任命兼任兵站总监。袁世凯就任临时大总统后