投身革命
漢川烈士紀念碑 1905年，梁耀漢於黃鶴樓宴請孫武、藍天蔚等70餘人，倡議以湖北陸軍特別國小堂為活動基地，聯合軍學兩界，吸收被查封的原科學補習所部分成員，成立群學社。創辦之始，由梁耀漢具體策劃安排，並由梁鍾漢先期籌款200串為開辦之用，首批有季雨霖等10餘人參加。武漢革命組織，肇始於科學補習所，後被張之洞查封，群學社的及時成立，方使武漢革命薪火相傳。同時於武泰閘創辦明新公學，學校設在武昌郎家巷，以造就革命人才。一時間，大批革命黨人、愛國志士、旅省學生、行伍軍人和歸國華僑，紛至沓來，梁氏兄弟不斷變賣家中田產、店面和房屋，應付開支。
其時，有闡揚“君輕民貴”思想的著作《孔夫子心肝》，在國人中頗有影響。梁耀漢攜此書奔赴黃州吳貢三處，擴充原書並改名《孔孟心肝》；出資與吳貢三等成立“鳩譯書舍”，印刷《孔孟心肝》、《猛回頭》等革命書籍，累計刊印數萬冊。派專人用竹箱先後挑運到武昌廣為散發。相關費用都由梁氏弟兄變賣家產支付。源於梁耀漢在革命活動中表現出來的積極性、能力與威望，被清廷視為最兇狠的敵人。
梁氏兄弟參與革命前，馬口曾有順口溜“梁興茂，估不透，金子銀子無其數”，講的就是梁家財富之巨。至辛亥革命成功時，短短十數年間（由兄弟分工革命的1897年到1911年），梁氏家產變賣得一乾二淨。
1906年春，為避免與日知會互爭雄長而內耗，梁耀漢自動率群學社千餘同志併入日知會，實現了武漢革命組織第一次大聯合。由於梁耀漢輕名利、重情義、好任俠、廣交遊，在武漢軍學兩界極其活躍，尤在長江中游會黨中威信極高，登高一呼，從者雲集，時人往往以此比之於長江下游之章太炎，孫中山亦頗借重他在華中革命組織和會黨中的號召力。
1906年初夏，法人歐幾羅等赴長江流域考察革命狀況。梁耀漢等開會歡迎，到會者百餘人。同年底，湖南萍醴舉義。遠在日本的孫中山即派梁鍾漢等回國，行前特別叮囑：“聞梁耀漢對軍學兩界及社會團體均有密切聯繫，所以當派你回鄂與耀漢商議，並與劉靜庵等亟謀回響。”梁等回鄂後即發生“丙午黨獄”。由於梁耀漢系要犯，尤其查封群學社、明新公學時，清廷起獲梁耀漢與劉靜庵、歐幾羅照片，更認定梁耀漢為首犯，誓在必抓。
因梁耀漢未歸案，致使其他在押者遷延未決。梁耀漢多方求援，並請美國教會通過美駐華公使運動清廷外交部，獄中黨人才免於一死。
1907年6月，為營救獄中黨人，與譚人鳳組織長江沿岸七省聯軍，設總機關於九江，擬攻打武昌。因故終未起事。9月，梁耀漢與季雨霖赴奉天，擬建根據地未果。
1908年初，梁耀漢由奉天奔走河南，遊說賦閒隱居的袁世凱倒清，贈《孔孟心肝》一部。袁驚訝道：“誰歟作此者？吾向疑孔孟之書未免太迂腐，今而知孔孟洵春秋戰國之大革命家也，作此者為我寄語請教。”袁殷勤挽留十餘日，臨行時饋贈500金。1909年潛回湖北後化裝商賈，改名梁棟，轉赴四川。
保路運動
四川奔走數月後，梁耀漢與四川各處會黨首領聯繫頗為契合，鏇秘密策劃舉義。1910年3月秘密加入四川軍人同盟會，被推舉為總參謀長。
1911年8月，四川保路運動愈演愈烈。梁耀漢以為“不世之機”，即派陳君顯赴川西，彭漢一赴川北，鄧涵秋赴川南，周海珊赴川東，組織保路同志會，屆時大舉，並派專人攜密信回湖北，函告梁輝漢從速通知兩湖地區會黨，要他們準備起義。同時派周海珊通告趙爾豐，使趙爾豐不敢再開殺戮，並以會黨名義與四川防軍聯絡起事。因軍官不易就範，於是冒險拜見四川防軍統領朱敦五，又邀約督署衛隊，以督署內放火為號，防軍在外回響。因時間傳遞有誤，事敗，梁耀漢與楊維等突圍衝出。此舉史稱“督署舉火”。
端方率湖北新軍第31標等入川，途中滯留資州。為封鎖武昌訊息，命其弟端錦嚴格審查往來電文，同時斷絕士兵與外界聯繫，並急電分赴成都、瀘州的原部，速向資州集中。值此千鈞一髮，梁耀漢由成都密函第31標管帶曾廣大，告以武昌首義情形，又函告該標諸同志，約期殺端方共舉。
11月22日，第31標第1營督隊官陳鎮藩約集20餘人開會：“梁瀛洲（即梁耀漢）自成都來信，告知武昌已經起義。端方想聯絡我們，不可入其瓮中。不如趁此機會，舉兵反正。”於是大舉，至27日四川光復，成立軍政府，梁耀漢為大漢四川軍政府軍事巡警總廳第一任正司令官。
壯烈犧牲
民國肇造，“政黨群興，黨爭隨起”，由黨爭發展到動用武力的，以湖北為最。1912年初，黎元洪等聯名迭電梁耀漢共主鄂政，更派余文甫入川面催。四川軍政府挽留未果，遂加委為川江巡道使（一說四川巡道使），並派衛隊護送。行次夔府，駐紮在此的一支受招安的亂軍見護隊武器精良，頓生貪慾。3月16日拂曉，攻其不備，梁耀漢正立船頭，被流彈擊中，落水溺亡。
梁耀漢靈柩由陳君顯等運回武昌，民國政府仿陳天華葬於長沙嶽麓山例，將梁耀漢歸葬漢川仙女山，冥冥之中應了他12歲那年拜偈楚令尹子文墓時的一句戲言：“此山既有先儒墓，當名先儒山，仙女或傳之誤。異日我死，其葬此，得非後儒乎？”葬禮極為隆重，黎元洪“贈恤公葬，派員致祭”。第八師師長季雨霖主祭，各界送葬者數萬人。1918年秋，在梁耀漢殉難處——夔門白馬寺，時任靖國聯軍前敵總指揮的梁鍾漢為梁耀漢立碑紀念，豫軍總司令王天縱、鄂軍總司令黎天才、鄂西總司令藍天蔚共撰碑聯。
