清朝末年，武昌起义后，长江下游革命浪潮高涨，上海、苏州、镇江相继光复；清廷命令驻南京下关江面的南洋舰队（长江舰队主力）扼守长江，配合张勋江防营封锁江面，镇压江浙革命军：这批舰艇长期驻防长江，官兵多为江南水师学堂毕业生，受革命思想影响很深；同时上海起义后，清廷海上补给线被切断，军舰煤粮匮乏，南京城内张勋大肆屠杀革命党，官兵普遍厌战反清；
南洋海军军官大多毕业于江南水师学堂，学堂内长期存在革命团体，很多青年军官早在武昌起义前就已秘密加入同盟会、光复会；舰上中下级军官、水兵普遍对清廷腐朽统治不满，对北洋系权贵把持海军、排挤江南水师官兵长期心存抵触。清末的海军建设经费被大量挪用，南洋水师长期被边缘化，待遇远低于北洋海军，官兵普遍对朝廷离心离德，倾向于拥护共和、改变现状；
武昌起义后，上海、镇江相继光复，长江下游航运被革命势力控制，清廷无法向南洋舰队输送煤炭、粮食、军械物资。而在南京城内张勋江防营军纪残暴，自顾不暇，根本无力保障军舰补给；军舰长期驻泊江面，煤料耗尽就会失去机动能力，坐以待毙。为此，南洋海军的官兵很清楚：继续效忠清廷，最终只会困死江面、不战自溃，反正投靠革命军是唯一出路；
1911年11月初，南洋海军的革命党人盛白沙、陈复（镜清舰帮带）等联合各舰倾向革命的青年军官，在下关草鞋峡秘密集会，商定起义方案；同时派遣代表前往已光复的镇江都督府联络，获得镇军都督林述庆的支持，镇江方面派出敢死队潜入南京江面，接应舰艇起义—当时，南京狮子山要塞炮台居高临下对准江面，舰艇如果在南京城内起义，会遭到岸炮轰击，因此起义计划定为：集体驶离南京江面，开往镇江反正；
参战舰艇分为老式巡洋舰、楚字浅水炮舰、江字浅水炮舰、鱼雷艇四类，全部为长江内河适配舰艇；
镜清号：开济级铁胁巡洋舰，2200吨，3门150mm阿姆斯特朗主炮、7门120mm副炮、6门37mm哈乞开斯机关炮、2具鱼雷发射管，15节，起义舰队旗舰，远程舰炮火力核心，指挥江面作战
保民号：钢板防护巡洋舰，1480吨，2门150mm克虏伯主炮、6门120mm副炮、4门37mm五管机关炮，13节，主要用于江面火力支援，掩护陆军登陆
建安号：建威级鱼雷巡洋舰，850吨，1门120mm主炮、6门75mm速射炮、鱼雷发射管，18节高速机动，对岸炮台抵近轰击
楚观号：楚字浅水炮舰，780吨，1门120mm克虏伯主炮、2门75mm副炮、机关炮，13节，用于长江内河巡逻、近程火力压制
楚同号：楚字浅水炮舰，780吨，1门120mm主炮、2门75mm副炮、机关炮，13节，江面封锁，轰击清军城墙工事
楚谦号：楚字浅水炮舰，780吨，1门120mm主炮、2门75mm副炮、机关炮，13节，夜间探照灯照明、舰炮支援天堡城战场 （这个作用很关键！）
江元号：江字浅水炮舰，500吨，1门120mm主炮、1门75mm副炮，12节，浅水区机动，掩护乌龙山登陆作战
江亨号：江字浅水炮舰，500吨，1门120mm主炮、1门75mm副炮，12节，沿江警戒，切断清军水上补给线
湖鹏/湖鹗/湖鹰/湖隼（4艘鱼雷艇） 日式鱼雷艇，97吨，2门47mm速射炮、3具18英寸鱼雷发射管，23节，高速袭扰清军江面水师，鱼雷威慑岸防炮台
其余配套炮舰（江贞、楚泰等） 浅水炮舰 500–780吨，120mm主炮、中小口径速射炮，12–13节，编队协同，补充江面火力密度；
巡洋舰的150mm大口径舰炮射程远超清军陆军75mm山炮，是联军唯一能压制清军要塞炮台的远程火力；楚字、江字炮舰吃水浅，可紧贴南京江岸机动，抵近轰击城墙、清军据点；镜清、楚谦等主力舰配备大功率电弧探照灯，天堡城血战夜间开启，照亮紫金山战场，是敢死队仰攻取胜的重要保障；鱼雷艇高速机动，可快速穿插江面，威慑清军江面水师，配合陆军夺取沿江炮台；
11月24日夜，联军淞军、浙军登陆部队搭乘起义军舰，在舰炮掩护下直扑乌龙山麓；舰艇舰炮先行轰击清军炮台外围工事，守军本就军心动摇，在海军威慑下直接开门献降。随后，联军顺势占领幕府山炮台，调转清军要塞炮轰击狮子山清军主炮台，张勋的沿江防御体系被撕开第一道缺口；
南京战役过程中，南洋海军起义军舰在长江江面机动游弋，以大口径舰炮持续轰击狮子山、幕府山残余清军炮台、南京城墙、太平门、仪凤门清军防御阵地，以及两江总督署清军指挥中枢。当时，清军天堡城要塞炮居高临下压制联军陆军，军舰以舰炮远距离反制要塞炮兵，大幅削弱清军制高点火力优势，为陆军仰攻创造条件；
为了攻克天堡城，起义军组织了夜间，军舰给予关键支援（11月30日—12月1日）：战役最惨烈的天堡城攻坚战期间，天降雨雪、夜间视野极差；14艘起义军舰开启大功率探照灯，多条光柱照亮紫金山战场，为浙军、镇军敢死队仰攻提供夜间照明，极大降低冲锋伤亡。驻守的清军依托工事机枪、要塞炮疯狂扫射，联军在舰炮掩护与灯光支援下反复冲锋，最终攻克天堡城这一全城制高点，南京战局彻底逆转。
而且在战役过程中，起义舰艇控制长江南京段江面，封锁清军水上撤退路线，张勋原本计划水路逃往长江上游，被海军堵死，只能陆路突围；同时联军依靠水上运输线，从上海、镇江源源不断输送兵员、弹药、粮草，保障前线持续作战；
鉴于南京城的清军在人数和装备上的优势，部分起义舰艇官兵组建临时陆战队，携带舰载轻武器上岸，补充联军机枪、自动火力的短板，参与朝阳门、雨花台的攻坚作战……
这批起义舰艇以浅水炮舰、老式巡洋舰为主，并非北洋大型铁甲舰，但长江内河作战环境下，舰炮火力完全碾压清军野战炮；南洋海军反正并非单纯的阵前倒戈，是革命党长期策动、官兵自发倾向共和的结果，是南京光复的核心转折因素：若无这14艘舰艇参战，革命联军无法突破清军沿江要塞，天堡城攻坚会付出毁灭性伤亡，南京攻城战将陷入长期僵持。