上海也是北洋军的进攻的重点地区。
陈其美在上海计划讨袁时，恰逢蒋中正和张群由日本返沪，陈大喜，即与二人会商军事。张群主张先攻海军，蒋则以兵工厂为军队命脉，应先夺取兵工厂。陈其美赞成蒋计划，遂积极部署。
蒋曾在辛亥年光复上海时组织军队，旧部甚多。后因赴国外考察，乃将一手训练之部队交张群统领，张其后又赴英国考察工业，乃移交陈其美。
这时陈其美所率士兵即蒋中正当年训练者，今见蒋、张两位旧主归来，欣喜若狂，均愿接受指挥。于是蒋乃号召旧部，拥陈其美为上海讨袁军总司令。
袁世凯派海军中将郑汝成统率警卫军一千三百人驻守高昌庙兵工厂，又派海军司令李鼎新率黄浦江军舰协同保护。
陈其美宣布独立，屡劝郑汝成让出高昌庙兵工厂，郑不答应。陈乃命蒋率所部及钮永建之一团分道进攻，相持数日。讨袁军因子弹接济不及，遂告败北。其后回兵进攻吴淞，也因众寡不敌，未能获胜。
二次革命爆发后，袁大举向南方用兵，并发出两道通令（民国2年7月），第一道是致各省宣布意旨电：
“余以衰病余生，伏处已久，稍有田园之乐，自问已无事可为。此次出山，实缘事机危迫，不忍