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徐锡麟原定7月8日举义。这天巡警学堂举行毕业典礼，邀集安徽所有清政府官吏来参加，趁机剿灭，宣布起义。
徐锡麟暗中部署，之后去见恩铭。谁料，7月8日这天，恩铭已有日程安排，要参加幕僚张次山的母亲八旬寿诞。他让提前到7月6日。徐锡麟暗惊，力言“赶办不及”。
但学堂的收支员顾松，当场就说“一切齐备”。徐锡麟是安徽官场的潜伏者，而顾松则是潜伏在徐锡麟身边的监视者。
无奈，只好听上司的。毕业典礼定在7月6日。7月4日这天，到上海联络的陈伯平和马宗汉，才赶回安庆。在徐锡麟公馆，当他们得知后天就要举义，显然觉得这也太仓促了。但不起义，机会不再来。只能与徐锡麟生死与共了。
是夜，三人反复密商，由陈伯平执笔，起草了《光复军告示》，其中说：“近则名为立宪，实乃集权中央，玩我股掌，禁止自由，杀戮志士，苛虐无道，暴政横生。天下扰扰，民无所依……余等怀抱公愤，共起义师……重建新国，图共和之幸福，报往日之深仇。”（见《徐锡麟集》第81页）
7月6日上午，恩铭乘坐八抬大轿莅临会场，毕业典礼9时许开始。徐锡麟向恩铭大声报告：“今日有革命党起事！”这是起义的信号（见《徐锡麟集》第83页）。话音刚落，陈伯平就冲过来向恩铭投了一颗炸弹，可是并没有爆炸。徐锡麟从靴筒内拔出手枪，举枪向恩铭射击，由于近视，开了多枪也没击中要害。一片混乱中，侍从背起负伤的恩铭逃窜，陈伯平冲过去从背后补上一枪，才击中要害，恩铭当天毙命。
徐锡麟本想关门打狗，可没想到顾松开门放人，清政府的官吏逃走很多。马宗汉抓住了顾松，徐锡麟当场毙了他。然后由徐锡麟领头，马宗汉居中，陈伯平殿后，率领巡警学堂起义学生30多人，奔袭抚署，因官兵把守，转战安庆军械所。军械所处于制高点，地下室存有枪支弹药。徐锡麟一班人赶到时，军械所总办已带了弹药库钥匙逃走，地下入口处有坚固钢板覆盖，无法打开，他们取不到弹药。徐锡麟等被清兵包围，把守前门的陈伯平中弹牺牲。激战两小时后，寡不敌众，弹尽援绝。腿部已受伤的徐锡麟，命令马宗汉先撤退，随后自己翻墙撤离。途中他俩皆被清兵发现而捕获，同时被捕的有起义学生朱蕴山等21人。
徐锡麟的安庆起义，从发动到失败，历时7个小时，标志性的功绩，即是击毙了清朝地方大员、安徽省巡抚恩铭。如果把徐锡麟仅仅看成是刺客，他只是刺杀了一个省长，那样的看法未免是浅薄的。这是辛亥武昌起义前一次有准备的重要起义，有着巨大的历史震撼力。它是历史进步的一块重要垫脚石。
在审讯徐锡麟的时候，主审冯煦喝问：“恩铭待你不薄，你何以忘之？”徐锡麟大义凛然答道：“恩铭厚我，系属个人私恩；我杀恩铭，乃是排满公理！私交何得胜过公义？我一死而已，不必多言！”
徐锡麟在以“排满”为宗旨的供词中说：“我蓄志排满有十余年，今日始达目的。”并强调，“革命党本多，在安庆实我一人。”这是一人做事一人当，他要求“不要冤杀学生，是我诱逼他去的”。（见《徐锡麟集》第84页）
徐锡麟提笔写下遒劲的绝命词：“为排满事，蓄志几十年，多方筹划为我汉人复仇，故杀死满人恩铭，后欲杀端方、铁良、良弼等满贼，别无他故，灭尽满人为宗旨。”署名为“光汉子徐锡麟”。
审毕照相，第一张拍后，徐锡麟道：“慢，脸上没有笑容，怎么留给后代？再拍一张！”
行刑在7月7日凌晨，时年徐锡麟35岁。陪斩的学生有朱蕴山等四人。斩首后，徐锡麟被剖腹取心摘肝。挖出的心，被拿来祭祀恩铭的“在天之灵”；摘下的肝，被恩铭手下的士兵炒食下酒。
8月24日，马宗汉也被杀害于安庆狱前，年仅24岁。
黑夜沉沉血作灯，而徐锡麟的血是从被剖的心脏里流出来的。
