设立机关

香港兴中会成立后，即积极筹备在广州发动起义。孙中山驻广州指挥，杨衢云驻香港，负责后勤供应及财政支持。1895年(光绪二十一年)3月，孙中山多次访问日本驻香港领事中川恒次郎，声称拟奉康有为为统领，在两广成立共和国，要求日方提供步枪25000支，手枪5000支。同月16日，杨衢云、孙中山、谢缵泰等商讨以3000精兵攻占广州的计划，香港《德臣西报》的编辑托马斯·哈·黎德、《士蔑士报》的编辑切尼斯·邓肯都表示支持。不久，黎德并同意设法争取英国政府和英国人民的同情和帮助。

3月下旬，孙中山、郑士良、陈少白、陆皓东等到广州，在双门底王氏家祠建立机关，假借“农学会”名义活动。“镇涛”号炮舰管带、原福建马江水师学堂学生程奎光及其水师数百人加入兴中会。起义的基本队伍是：新安、深圳等地的会党，中日战争后遣散的部分营勇，三元里、香山等地的民团，北江、顺德等地的绿林等。具体计划是以10月26日(九月初九日)为期，由杨衢云率领集中在香港的会党分子3000人作前锋，攻击广州地方衙署，其他队伍分头埋伏在广州城内响应。孙中山等认为，这一天是夏历重阳节，不少人回省扫墓，有利于掩护起义队伍行动。为了争取列强承认起义军是交战团体，黎德和特·高文起草了对外宣言，香港律师、立法局议员何启和谢缵泰作了修订，陆皓东制作了以青天白日为图案的旗帜。

10月6日(八月十八日)，孙中山在广州《中西日报》发表由兴中会会员、基督教牧师区凤墀代为起草的《拟创立农学会书》，征集同志。书中，孙中山表示将翻译各国农桑新书，设立学堂，开设博览会，躬操耕作，以此启发农民，振兴农业。广州很多士绅参加发起。其中有一位孙中山的香山同乡刘学询，因操纵与科举考试有密切关系的赌博，成为巨富，权倾一方。他曾资助孙中山行医。某日，孙中山在香港访问刘学询，闭门密谈。孙称：“中国现要瓜分矣。”“中国人犹醉生梦死，不知国亡之无日。”“与其希求官僚之振作，不如运动草莽之奋起。”他向刘阐述了利用会党在广东发动起义的计划，要求刘支持，但刘认为《马关条约》已订，时机已过，仅仅依靠炸药进行暗杀，或联络“会匪”，容易重演“排外”事件，引起“瓜分”危机。孙中山意欲推刘为领袖，但刘称赞孙“年少有为”，要孙不要“妄自菲薄”。辞别时，孙向刘表示：“当缓图之。”不过，事后，孙中山并未停止活动，和刘学询之间仍然保持着秘密而复杂的关系。

起义的发动与失败

10月10日(农历八月二十二日)，兴中会总部在香港集会，选举孙中山为会长，称为“伯里玺天德”(President)，起义后即为合众政府大总统。第二天，杨衢云要求孙中山将会长一职让给自己，郑士良、陈少白坚决反对。郑声言：此席大家都属意孙先生，如有人作非分之想，就亲手杀了他。孙中山为了不在起义前夕引起分裂，同意让位。