当日上午,广州市苏维埃政府成员和工农兵执行委员会举行第一次会议,宣告广州市苏维埃政府成立,中共中央政治局常委苏兆征为主席(在苏未到广州前由张太雷代理)。会后发布了《广州苏维埃宣言》《告民众书》以及有关的法令。当天,广州市工人、农民和市民欢欣鼓舞,热烈拥护革命政府,积极参加起义。广州起义爆发后,国民党广东省政府主席陈公博及张发奎、黄琪翔(第4军军长)等人仓皇逃到驻珠江南岸海钟寺第5军军部,并立即电令驻肇庆地区的第12师、第26师第78团,驻东江地区的第25师,驻顺德地区的教导第1师第1、第2团等部,急速回防广州。12日,张发奎所部3个多师和驻守广州珠江南岸李福林的第5军一部,在英、美、日、法帝国主义的军舰和陆战队支援下,从东西南三面向起义军反扑。起义军和工农群众同优势的国民党军进行了英勇顽强的浴血奋战,但终因众寡悬殊,遭到严重损失,起义主要领导人张太雷牺牲。这时,张发奎的后续部队陆续到达,情况非常严重,在此危急时刻,起义军总指挥部为保存革命力量,于12日夜下达了撤出广州的命令。起义军余部1000余人于13日凌晨撤出广州,在花县(今花都区)改编为工农革命军第4师,后经从化、紫金等地进至海丰、陆丰县境,加入了东江地区的革命斗争;另有部分人员转移到广西右江地区,后来参加了百色起义;还有少数人员撤往粤北韶关地区,加入了朱德、陈毅率领的南昌起义军余部,后来上了井冈山。国民党军重占广州后,对未及撤离的起义军、工人赤卫队和拥护革命的群众,进行了血腥的镇压,惨遭杀害者达5000余人。