革命机关遭到俄国巡捕搜查。10月10日，邓玉麟等人主张提前起义，获得革命党人同意。当天，邓玉麟、陈磊、吴兆麟等人参加了武昌起义。10月11日，中华民国军政府鄂军都督府成立，邓玉麟起初担任谋略处主要成员之一。10月20日晚起，邓玉麟等主要成员开始在湖北咨议局大楼办公。10月21日晚，邓玉麟等人正在军政府，遭亲清廷人士的袭击，邓玉麟掩护鄂军都督黎元洪逃往蛇山。击退这些亲清廷人士的进攻后，邓玉麟随黎元洪在军政府外巡视。中华民国军政府鄂军都督府各部成立后，邓玉麟任军务部参谋，在部长孙武到任前，由邓玉麟、张振