等到冯国璋率各部北洋军汇集南京后，双方势力更为悬殊，但即使在这种情况下，南京保卫战仍旧坚持了20天，这与何海鸣等人及其革命士兵艰苦卓绝的革命精神是分不开的。在这20天里，南京守军与北洋军在雨花台、紫金山、天保城、幕府山等地展开了激烈的争夺，“讨袁军”并未明显落于下风。
在此期间，安徽“讨袁军”总司令柏文蔚从芜湖率卫队1营及宪兵约1000多人来到南京，这给南京“讨袁军”以极大的鼓舞。但是，何海鸣、张尧卿与柏文蔚之间出现不和，柏文蔚带领少数人从水西门出走，而他带来的大部分人却自愿留在南京继续作战，足见当时城内的革命气氛是何等的浓烈。
9月1日晨，北洋军对南京城发起总攻击。张勋的辫子兵在朝阳门一带挖地道进去，用炸药将城墙轰塌两丈有余（当年湘军攻下天京也是用的这招，主要是朱元璋修的城墙实在太厚）后，辫子兵随即蜂拥而入。这时，太平门、通济门、神策门也相继被攻破，何海鸣等人率领士兵们在钟楼、内桥、鸽子桥、花牌楼等处与北洋军展开残酷的巷战，战斗一昼夜后仍不屈服，并于次日上午在雨花台同北洋军进行了最后的决战，在伤亡殆尽的情况下才最终溃散，何海鸣等人在武定桥下乘小船逃走。
南京城破后，“二次革命”也就基本结束。在上海，尽管陈其美已经宣布独立，并屡次进攻制造局，但终究因为不是正规军而一再遭到失败。等到袁世凯用军舰将大批的北洋军载来后，上海的讨袁军也就风流云散，完全瓦解；安徽的独立，从一开始就是“假独立”，柏文蔚虽然是名义上的安徽讨袁军总司令，但军队实际上被师长胡万泰和民政长孙多森所控制。等到北洋军的倪嗣冲部及张镇芳部大兵压境， 安徽那些搞假独立的人也就立刻撕下面纱、宣布拥袁，这就是柏文蔚率卫队出走南京的原因。
至于福建，都督孙道仁本就是在师长许崇智等人的胁迫下宣布独立的，当许崇智提议出兵援赣及北伐时，孙道仁总以饷械缺乏为由，加以拒绝。等到大局明朗，孙道仁自然发出通电，向袁世凯陈述“冤情”，宣布取消独立。在广东，袁世凯的手法也非常成功，他不仅安排了龙济光和陆荣廷两个楔子迫使广东讨袁力量无可动弹，还用金钱收买了广东的将领，使得胡汉民和陈炯明失去了对军队的控制，胡、陈两人也被逼走。湖南的情况和福建差不多，在江西和南京的讨袁军失败后，湖南都督谭延闿也就宣布取消独立。至于四川方面，熊克武在独立一个月后，便自己宣布解职下野了。
在各地的讨袁军相继失败后，袁世凯指“黄兴、陈其美、钮永建、何海鸣、岑春煊”五人为这次战乱的一等犯，其余如“孙中山、张继、李烈钧、柏文蔚、谭人凤、陈炯明”等人也都在通缉之列。在此之前或之后，孙中山、黄兴、李烈钧、柏文蔚、陈其美、居正等人也都先后亡命日本，重新开始了他们的流亡生涯。
令人遗憾的是，对于那些信念最坚定的革命党人所发起的这次革命，当时的大部分国人似乎不予理解也不予支持。时任记者的老同盟会员梁漱溟曾在一次公开演讲中说：“现在很清楚摆在外面的，就是武人势力的局面。至于说到助长这种武人势力的原因，却不能不责备革命先辈，他们无论如何，不应用‘二次革命’那种手段。‘二次革命’实在是以武力为政争的开端。从此以后，凡是要为政治活动的，总要去奔走武人的门下，武人的威权从此一步一步地增长，到现在而达极点。”
一直跟踪报道“宋案”并认定袁世凯为杀宋主谋的著名记者徐血儿，也在《民立报》上发表文章称：“今日已为民国，苟对于民国而谋乱，即是自绝于国，罪在不赦。即政府为恶，法律与国会，终应有解决之能力，无俟谋乱，以扰苍生。故谋乱之事，为商民所疾视，亦明达所摒弃也。”
后来在护国战争中大展神威的云南都督蔡锷，当时也毫不含糊地公开声明：“宋案应以法律为制裁，故审判之结果如何，自有法律判判。试问我国现势，弱息仅存，邦人君子方将戮力同心，相与救亡之不暇，岂堪同室操戈，自召分裂!谁为祸首，即属仇雠。万一有人发难，当视为全国公敌。”
