随着光复事业的推进，清朝在浙江的反动统治土崩瓦解。军政府一成立即通令全省废除旧国家机器，“凡各府厅州之分府、同知、通判、府级、照磨、知县、吏目、县丞、典吏、主簿、巡检等官一律裁撤。”〔27〕同时在全省建立府县两级制的新型政权，于“各府设军政分府，置军政分府长一人，各县设民事长一人。”〔28〕至12月底，浙江11府74县均告光复，成立军政分府和新式县政权。各府县政权基本上也按三权分立原则设立，除设府县民事长作为各府县之代表行使行政权外（刚设立时各分府行政首脑都称都督，县则为知事），都设有参议会、议会行使立法权，设县法院、地方法院行使司法权，使光复后的浙江各府县政权也基本纳入了近代民主政体。大多数府县政权也为革命派所掌握，如在11个军政分府中，有杭州、嘉兴、湖州、金华等7 个军政分府的都督从一开始就由革命党人担任，绍兴、温州两军政分府虽然刚设立时由前清官吏或军官任都督，但不久也都改由革命党人担任，只有宁波、衢州两军政分府分别由前清军官和绅士任都督。这从某种程度上说明：浙江大部分府县的和平光复并不是革命派与封建势力妥协的结果。
    在推进本省光复的同时，浙江军政府从革命全局出发，积极参与推翻清朝、创建民国的全国性革命活动。早在浙江军政府成立当天即11月5日，军政府就以都督汤寿潜的名义致书清闽浙总督松寿和将军朴寿，希望福建能反正独立，以免生灵涂炭〔29〕。11月中旬他又与张謇等联名致电张家口商会，转请内蒙古各界脱离清廷，赞成共和〔30〕。
    如果说这样以劝降方式策动它省光复还带有妥协色彩的话，那么直接派兵援宁、北伐，决意以革命战争推翻清朝的统治，则表现了浙江军政府的革命性。军政府成立后立即派兵赴沪保护上海制造局，巩固上海辛亥革命的成果。11月12日， 军政府又组织以朱瑞为支队长的援宁队3200余人出师援宁（后又源源不断派兵充实该支队），以光复清朝在东南的反动堡垒南京。12月2日，援宁浙军与镇军、 沪军等合力攻克南京，使全国的革命形势为之一变。浙军在攻宁战役中“尤奋死力，首摧敌锋，歼渠师，卒能以兼旬之力，下名城而立政府”〔31〕，立下不朽功勋。都督汤寿潜即致信浙军前线指挥官，高度赞扬浙军在攻宁战役中的功绩，勉励浙军将士再接再厉，实行“铁血主义”，为推翻清政府、造就共和而血战到底〔32〕。
    在浙江联军光复南京期间，北洋军乘攻陷汉阳之势力攻武昌、汉口，首义之区面临严重的军事威胁，各省纷纷组织力量援鄂。浙江军政府充分认识到援鄂对于革命全局的重要意义，汤寿潜明确指出，“援鄂伐燕，俱不容缓”〔33〕。但当时浙军正“力痡于宁，悉索以从，猝未应手”〔34〕，所以，无力在军事上直接派兵援鄂，但仍在道义上、经济上给予援助。军政府都督汤寿潜在给黎元洪等的信中高度评价了鄂方抵抗北军，苦支危局，使东南各省得以“暂安枕席”的功绩，并不时询问鄂方战事，提出战守方略〔35〕。至于浙省给鄂方的经济援助，则已到了“悉索敝赋以从”的程度〔36〕。
    在武汉保卫战期间，湖北军政府就接受了袁世凯的秘密议和，并于12月1日达成了武汉地区停战的协议， 此后民清双方派全权代表正式议和。学术界有人认为，浙督汤寿潜是这次议和的幕后策划人之一，是襄助袁世凯攘夺权力的谋士，因而指责浙江军政府的妥协性。这是有违史实的。浙江军政府是独立各省中反对议和、主张北伐最为坚决的省份之一，汤寿潜是屈指可数的激进反袁之士。
    早在北方议和代表唐绍仪离京南下当天，浙督汤寿潜就致函程德全说：“北方愈有世变，北伐愈不可懈”，虽有唐绍仪之来，也“不可不以攻为堵”，以免清军“出我不意，倾巢而来”〔37〕。次日召开的浙江临时议会第一次会议，也把北伐列入重要议事日程，表示“北伐一层万不可缓，满奴一日未除，汉民一日不安，为今之计， 有进无退”〔38〕。此后，汤寿潜不断打电报或致函江苏、上海、湖北、 安徽等省都督及民军议和代表伍廷芳、浙江筹组临时政府代表，一再提醒他们要警惕袁世凯的狡诈本性和玩弄的和谈骗术，切实预防其“诱约进犯”。他指出北军的偷袭决非偶然，必有袁世凯的密令指使，要伍廷芳“以诱约诘责”袁氏，并公布其迭次诱约进犯之罪状，以振作民军反袁土气；他提出民军既以推翻旧政府为职志，那么无论什么内阁均应彻底推翻之，以明大义，彰天讨，因而应立即与袁世凯决裂，与之宣战，举兵北伐，如一再迁就议和，必将功亏一篑〔39〕。12月15日，汤寿潜又亲赴南京浙军司令部慰问前线将士，告诫官兵勿松懈革命斗志，继续北进，“直捣黄龙”〔40〕。
    袁世凯撤回唐绍仪后，浙江军政府又急电孙中山，提出立即兵分四路北伐。电文说：“唐使撤回，衅端非开自我，先发制人，兵家要著，滦州既经反正，尤应亟为接应，浙军府意宜亟分四路出师，一军自鄂湘分击汉滠，一军自皖北进窥陈、颖，一军自清江袭击徐州，一军航海自蒲河口附近登陆，接应滦军，横断京奉以操必胜之势”，并说“浙人枕戈已久，惟命是听”〔41〕。1月15日， 即将卸任都督的汤寿潜再次致电孙中山及南京临时政府各军政首长，历数袁世凯议和背信弃义、违约进犯的14条罪状，力陈与袁议和的严重危害，恳请临时政府中止议和，“迅与决一行战，庶不再受其愚”〔42〕。继任都督蒋尊簋也一上任就警告全省：北敌未灭，专制统治未覆，全省军民必须尝胆卧薪，有进无退〔43〕。军政府为北伐做了几个方面的切实努力。一是令测绘学堂学生速绘北上沿江沿海要道形势图，并派出军事侦探，收集军事情报，为北伐作准备〔44〕。二是扩编援宁支队，令其出师北伐。为了北伐，浙江军政府在光复南京后再次充实援宁支队，使之成为包括步兵、炮兵、工兵、辎重兵、骑兵诸军种的、拥有4个团兵力的浙军第1师。从1912年1月开始，驻宁浙军陆续渡江沿津浦线北伐，并倡议与粤军、镇军发起组织“联军北伐参谋团”，以统一步调，协力北伐〔45〕。2月中旬，浙军与粤军将张勋逐出徐州进驻该地（张逃往济南），成为当时陆路北伐的先锋〔46〕。三是在省内继续募兵筹饷，以为北伐后援。蒋尊簋专门发出布告，广事征兵。同时军政府派王金发赴嵊县一带招募新兵，又派俞炜、钱伯坚前往严州、绍兴设局练兵〔47〕。为了保障北伐军饷，汤寿潜一再要求“筹饷各绅尽力劝募，俾集腋成裘，共襄大举”〔48〕。广大人民急军政府所急，踊跃捐款，出现“各界输将争先恐后，即巾帼贤媛皆效奔走”〔49〕的动人局面。