垭同追兵战斗，失败后逃到宣恩。1911年武昌起义爆发后，他和共进会会员向炳琨联名向施南清军管带李汝魁致信，劝其起义，李汝魁没有回应。吕大森遂面见李汝魁，经过吕大森说服，李汝魁在1911年10月28日宣布反正，恩施县、建始县、利川县、咸丰县、宣恩县、来凤县、鹤峰县七县响应。不久，李汝魁被宣防营管带朱扬武（原名陈金瑞）刺死，革命党人康秉钧被杀，吕大森被迫逃到武昌，不久到烟台投靠山东都督胡瑛，负责协理军务。1912年，胡瑛去职后，吕大森迁居上海。1913年二次革命时，他在上海参加讨袁，被江苏都督程德全逮捕入狱