上海局势同样不妙。陈其美计划攻打江南制造局，原本联络好的海军舰队司令被袁世凯用二十万银元收买。7月23日深夜，讨袁军向制造局发起进攻，子弹打在厚实的城墙上弹飞，而局内的北洋军架起机枪扫射，冲在前面的士兵成片倒下。
湖南的谭延闿表面通电“响应讨袁”，却按兵不动，暗地里给袁世凯发密电：“湘省局势稳定，绝无异动。” 当江西、江苏战事吃紧，李烈钧派人求援时，他推说“湘军未整训，恐难当大任”，眼睁睁看着友军陷入重围。这种首鼠两端，让孙中山在上海气得拍案：“谭延闿误我！”
即便是真心举义的省份，也难敌北洋军的攻势。安徽柏文蔚兵败逃亡，福建许崇智寡不敌众，广东龙济光（袁世凯亲信）趁机反攻，革命党人苦心经营的南方根据地，短短一个月就丢了大半。《申报》记者在前线见闻中写道：“讨袁军号令不一，如散沙聚堆，有的部队上午还在作战，下午就因无粮溃散，百姓避之不及，哀鸿遍野。”
南京成了最后的据点。黄兴亲自坐镇紫金山炮台，可炮弹打出去三发就有两发不炸——这些都是清末的库存弹药。8月13日，冯国璋的北洋军打到城下，张勋的辫子军也从侧翼包抄而至，8月14日，北洋军的重炮轰开了南京太平门。张勋的辫子军如潮水般涌入，见人就杀，见房就烧。秦淮河畔的商铺被抢空，夫子庙的戏台成了刑场，有士兵因剪了辫子被当作“革命党”砍头，尸体顺流而下，染红了江面。美国传教士史密斯在日记里写：“城破之日，火光冲天，哭喊之声彻夜不绝，这哪里是讨袁，分明是生灵涂炭。”
此时的黄兴已无力回天。8月29日夜，他在日本领事馆的帮助下，乘“龙田丸”商轮撤离南京。站在甲板上回望，南京城的火光映红了夜空，他突然对随从苦笑：“我等苦心经营十余年，竟不敌袁贼一旅之师？”
南京失守后，讨袁军的防线彻底崩溃。8月18日，南昌被北洋军攻陷，李烈钧带着残部躲进庐山，身边只剩数十人；9月1日，张勋的辫子军开进南京，纵兵烧杀三日，英国领事估计“平民死伤逾万”；上海制造局的枪声停了，陈其美化妆成商人逃往日本；安徽、福建的讨袁军相继解散，将领们或流亡，或投降，曾经轰轰烈烈的二次革命，短短两个月就烟消云散。