在湖南起义的同一天，稍迟几个小时，陕西便发生了起义。领导起义的核心力量，便是在陕西的同盟会会员。
陕西较早的同盟会员便是井勿幕。井勿幕，1888年生于陕西蒲城，字文渊，是民国初年在榆林做了20多年陕北镇守使的井岳秀的弟弟。1903年赴日本东京，入东京大成中学。1905年参加同盟会成立会，旋奉孙中山命回陕西建立支部。他虽年少，活动却很见成效，固然能和青年人在一起讲新学，也能同中年秀才举人们做诗谈旧学。他从小跟着武秀才的哥哥习武，对于十八般武艺也都会耍，能与江湖之人结交。经过几个月的努力，发展同盟会会员30余人，其中比较重要的有王子端（字欣）、焦子静（字冰）、李仲特（宇异材）、李桐轩（字良材）、张拜云（字铁）等，大多是学界中人，井勿幕任支部长。
次年，井勿幕再赴日本，与赵世钰等在东京组织同盟会陕西分会。1908年，井勿幕从日本回陕西。那王子端、李仲特、焦子静、张拜云等已在西安创办健本学堂，成为同盟会的重要活动据点。
1909年11月，陕西谘议局成立，议长是进士王锡侯，同盟会会员李桐轩和倾向革命的举人郭希仁被选为副议长，李仲特和井岳秀等为议员。郭希仁不久便加入同盟会。
郭希仁在一次同盟会的会议上，痛陈革命乃大义，事不可视为儿戏。王子端、焦子静等听言，众相顾失色。1910年5月，陕西成立国会请愿团，推郭希仁和王敬如为代表，进京请愿。去后，同盟会开会，改推郭希仁为会长。
井勿幕比会长郭希仁更激进，他在陕西各地奔走，在三原办了畜牧场，说要预备养好了马将来革命时编马队用。因没枪械弹药，便于1911年5月返回西安，筹措资金，派张奚若到日本购买手枪和炸药。
张奚若到日本，找吴玉章、洪承点、任鸿隽等，都说买手枪、炸药没问题，运回国内困难，尤其上海检查时不易逃过。
张奚若离开西安不久，四川省同盟会主盟人，曾在四川多次领导起义，发动广安、嘉定起义，参加广州黄花岗之役的熊克武，应井勿幕邀约抵达西安，同井勿幕、郭希仁、胡景翼等会面。他们商讨了今后的活动办法。井勿幕表示要在陕西关中地区举义，如果事成，便可以震动南北，但因交通不便，军械弹药缺乏，须要多方准备。他请熊克武折回上海购买制造弹药的机器。
熊克武到上海找到宋教仁、陈英士、于右任、居正等，报告了陕西形势和他来上海的任务。宋教仁等道：只要武昌起义成功，则陕西方面的军火接济自然容易解决，为陕西购买弹药机器的事可缓后一步。
井勿幕购买枪械弹药没着落，也就难以发动起义。
但是，另一批在陕西新军中的同盟会员着手做起义的准备工作，担任营副的钱鼎成为主要人物。
钱鼎字定三，陕西白河县人，由陕西陆军小学推荐到保定陆军速成学堂入步兵科就读，加入同盟会，被推为陕西同学会会长。1909年他毕业后回陕西，先在新军1标当排长，后升3营营副。这是一个温文而且多才的人，有周密计划的能力和坚强的意志，决定策略不轻出口，同仁都愿和他接近。同钱鼎一起从保定陆军速成学堂回陕西新军的，有充当队官的曹位康和党仲昭，充当排长的张钫、张宝麟，他们都是同盟会会员。陕西新军中原来已有同盟会会员4人，即队官朱叙五、张作栋、彭世安，以及司务长张光奎。
陕西新军中还有一名同盟会员张凤畀。张凤廛字翔初，陕西咸宁人，家里开铁匠铺。他19岁中秀才，1902年初入陕西武备学堂，因成绩优异，没毕业便被陆军部选送到日本士官学校，并加入同盟会。因与留学生监督李士锐有矛盾，毕业回国后，受一年内不准录用处分。1909年回西安闲居。次年先后出任陕西新军督练公所委员、第39混成协司令部参军、参议兼2标1营管带等职。他学术水平较高，办事认真公允，平素为人深沉果断，谦虚诚恳，获得一般中下级军官好评，享有很高威信。
张钫同张凤刲曾在武备学堂是同学，祖籍又都是河南，常在一起无话不谈。在谈论国家兴亡，以及孙、黄倡导革命问题时，意见相合。张凤戢道：“我们是军人，搞革命切要机密，以免偾事。目前处境困难，未便直接参加，以免暴露。”
张钫介绍钱鼎同张凤儳见面，他们一见如故，谈得十分投机。钱鼎、张钫把准备革命的事告他，他虽不直接参加革命行动，但他另有一套做法，他从全协的军事训练中，尽量在中下级军官中树立自己的威信，时机一到，便出来参加起义。
武昌首义消息传到西安，陕西震动。官府对新军很不放心，计划把西安的新军全部调离。张钫先从巡警道机要科长公恩傅那里得到消息。张钫和钱鼎会面商议，为了保密，两人用笔谈达4个小时，认为时机紧迫，决定发动起义，并秘密串连，商议起义日期。最后确定10月22日起义。
关于起义领导人问题，钱鼎是新军中革命党人的核心人物，又有同盟会、哥老会双重身份，大家推举他为领袖。但钱鼎觉得自己的才能和声望不足以当此重任，主张由张凤闿担任。由于张凤闿平时态度持
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