李四光在任教期间，一面教书，一面注视着国家政局的发展变化，并积极组织和参与民主革命的各项活动。在李四光的学生中，有三人与李四光有着亦师亦友的不寻常关系，他们是后来名震武昌的学堂“三杰”：赵师梅、赵学诗、陈磊。与这三名学生的深入交往，代表着李四光革命生涯的深入发展。

人尽皆知的武昌起义，是由文学社和共进会两个团体联合组织的。文学社成立于1911年，是革命党人借“研究文学”之名，在新军士兵中发展社员，以扩大组织发展力量的革命团体；共进会成立于1907年，是一部分同盟会员为策动长江流域革命而在东京另行建立的革命组织。黄花岗起义失败后，以文学社和共进会为主的革命党人决定把目标转向长江流域，准备在以武汉为中心的两湖地区发动一次新的武装起义。

文学社和共进会是新兴知识阶层的革命组织，是辛亥革命时期重要的革命组织。基于1903年革命先驱吴禄贞发起的武昌花园山聚会时提出的反清革命必须运用军队的“抬营主义”，当时各革命团体都认为士兵是发动革命的潜在力量，文学社和共进会也一直是以新军士兵作为主要工作对象，武昌起义时已经有5000多名武汉新军各标营的士兵加入了文学社和共进会，约占新兵总人数的三分之一。而张之洞着力建设打造并屡屡亲自督练而成的有思想的新军，最终成了大清王朝的掘墓人，此乃张之洞万万没有料及的事，也终使张之洞获得“不言革命之革命家”的奇特称号。

但作为教师，更作为同盟会的会员，李四光深知新式学生在革命中的特殊作用。他在学校积极倡导革命理念，规模只有160人的省城工业学堂，至少有20名师生参加了革命！革命党人占据八分之一的比例，这在学界算是一个惊人数字。在20世纪中国第一次革命时期，中等工业学堂因此成为不折不扣的“铁血之校”，而其后学生在革命运动中发挥的巨大作用，更加验证了李四光卓越的革命思维。

在联合两个革命组织的过程中，李四光四处奔走，积极斡旋，并与陈磊、赵师梅、赵学诗频频联系，这三人，都是共进会在学校的代表。李四光为了能够更方便地开展斡旋工作，以同盟会会员的身份参加了共进会，成为共进会在工业学堂的负责人，可以说，武昌起义能够成功，有赖于两个组织的有效融合，而融合之首功，就在李四光及学堂“三杰”身上。

9月14日，两个组织终于达成在武昌起义上的共识，成立了统一的领导机构，负责领导起义。在李四光具体指导和筹划下，“三杰”成为武昌起义中的重要人物，赵师梅、赵学诗是堂兄弟，他俩担任起义军中“命令传达人”的重要职务，陈磊任常驻军事筹备员，负责炸弹制造等军事准备工作。三人因具备工科知识，还一起研究设计了起义军军旗，武昌起义成功后，高高飘扬在城市上空的鲜艳的十八星旗，正是出自学堂“三杰”之手！

这其中，陈磊与李四光的私交最好。比李四光仅小一岁的陈磊是中共一大代表陈潭秋的三哥。1912年1月12日中午，陈磊在南京某餐馆用餐时，隔座有人擦拭手枪时突然误触扳机走火，陈磊被击中当场殒命！其突然的逝去，拉开了李四光一生中与一位位挚友惨痛告别的序幕，让人在无限唏嘘中，也渐觉生命之无常。

同时，李四光又联络日知会等团体共同参与策划了后来于阴历八月十九日举行的武昌起义。日知会由曾担任黎元洪书记官的刘静庵等人于1905年2月在武昌成立，1906年冬天轰动全国的“丙午日知会谋反案”后，日知会的整体活动暂告终止，但会员化整为零，参与进了其他团体继续革命。基于对刘静庵“铁汉精神”的敬重，李四光知道日知会大多数隐藏起来的会员都是不可多得的革命力量。他多方寻找，将共有100多人的原日知会骨干成员找到了半数还多，武昌起义中，这些人都发挥了巨大作用。这是大科学家李四光作为革命者的独具慧眼之处和特殊贡献。

让人稍觉遗憾的是，李四光首先是一个学者。这既源自他真正的兴趣和禀赋，也受限于他当时的身份。李四光没有亲自参与武昌起义是他此生极大的遗憾，但他实在是没有办法。前面已提到，清政府规定官费留学生回国后必须进京考试。

“野鸭无意绪，鸣噪自纷纷”，功名在手的学子们纷纷翘首以待下派何官职，而考中“工科进士”的李四光却显得满不在乎，因为他早已做好了回武昌的准备！

历史证明李四光这次对考试的漫不经心完全正确。6天后，辛亥革命爆发，清王朝土崩瓦解，李四光等人成为中国历史上最后一批进士！

1911年10月10日，震惊中外的武昌起义打响第一枪。消息传到北京，李四光兴奋不已，马上取道天津、上海，南下武昌，投奔革命队伍。此前，他还说服了刚从黑龙江到达北京的湖北留日学生高仲和参加革命。

于武昌起义后第二天即成立的中华民国湖北军政府，任命刚刚回到武昌的李四光为理财部参议。10月14日，清廷下诏起用袁世凯为湖广总督，督办对武昌起义的剿抚事宜。为谋求政治利益，袁世凯称病未赴任。10月18日，民军进攻汉口刘家庙，阳夏战争开始。10月27日，黄兴、宋教仁等从上海乘轮抵武昌，黄兴随即赴汉口前线督战。11月1日，袁世凯的“以退为进”计谋得逞，逼迫皇族内阁辞职，清廷命袁世凯为内阁总理大臣，随即，袁世凯派他的部下冯国璋率领大军猛攻汉口，企图扑灭革命的烈火。

危急关头，李四光终于得以参加生命中第一次也是唯一一次真刀实枪的战争。他积极组织码头工人和人力车工人运输军火，支援前线，进行抵抗。

在清军强大攻势下，汉口最终失守，被北洋军放火连烧了三天三夜，民军退守汉阳、武昌。此时，长沙、西安、九江、太原、昆明、南昌、贵阳、杭州各地纷纷起义，短时间内纷纷宣布独立，革命形势一片大好。李四光却已从汉口保卫战的失利中，隐隐看到了革命的脆弱，他陷入了深深的思考：革命的持续性，到底在哪里真正蕴藏？