1911年，在全国都掀起了保路运动，四川的运动最突出，因此清政府把位于湖北的军队也调到四川去进行镇压，这就给了在湖北等地准备进行起义的革命党人一个机会，他们准备在武昌进行起义。可是计划总是赶不上变化，在10月9日的夜里，因为配制炸弹时引发的爆炸，革命党人的行动被清政府知道。
事发突然，清政府下手果断，起义的几位领导不是被抓捕，就是被杀害了，不想坐以待毙的革命党人，只好仓促地发动了起义，可是原定的总指挥和参谋长一个负伤，一个外逃，革命军处于群龙无首的状态，而军械库当值的队官吴兆麟本身是革命党人，又素有威望，因此被推举为武昌起义的临时总指挥。
就这样，在吴兆麟的带领下，革命军在一夜激战后，占领了整个武昌，在组织军政府的时候，吴兆麟原本是被推举为都督的，可是吴兆麟觉得自己的名望不够，为人低调的他就推举了黎元洪，当黄兴等人赶到武汉后，吴兆麟把原本战时总司令的职务也让了出来，不久后，清军又南下打了过来，当汉阳失守的时候，黎元洪在葛店，黄兴在上海，吴兆麟再次临危受命，担任战时总司令守卫武昌。
袁世凯一边打一边策划议和，紧接着就到了1912年1月25日，先是北洋军的将领通电全国支持共和，接着到了2月12日，末代清帝逊位。不久民国成立，吴兆麟被任命为北伐清廷第一军总司令，袁世凯上台后，吴兆麟又被任命为北京将军府将军，军衔陆军上将，可是当时吴兆麟已经看到了袁世凯的野心，感觉到革命党势单力薄，他对新的革命政府感到灰心，因此就辞职回到了家乡。
回到了家乡的吴兆麟也没有闲着，他拿出了自己两万元大洋，修建了樊口大堤、王唐黄堤等水利工程，在他的帮助下，沿江等地出现了很多良田，与此同时，吴兆麟被推举为“武昌辛亥首义同志会理事会”主席，他剩余的钱财都被拿出来安置当时武昌起义时因为受伤而残疾的军人。
1938年，武汉沦陷，吴兆麟的名望又被日本人惦记了，日本人许给他伪军总司令的要职，可是吴兆麟怎么可能会答应，在日本人软禁的时候，吴兆麟因为身体原因加上忧心国难，于1942年不幸去世。重庆政府为了表彰吴兆麟的贡献，追赠其为陆军上将。