张孝淮抓住这一有利时机，于 1916 年 2 月在衡阳宣布独立，成立 “湖南护国军”，自任总司令，正式举起反袁驱汤的旗帜，由张孝淮亲自率领，从衡阳沿湘江北上，直取长沙；湘西革命军第 2 师师长周承辅率领，从常德向益阳进军，从西侧牵制汤芗铭的兵力。

汤芗铭得知张孝淮起义后，迅速调集湖南新军主力 1.5 万余人，在湘潭沿湘江一线重要地方布防，试图阻挡护国军北上。然而，汤芗铭的军队早已人心涣散，士兵多为湘籍，不愿为袁世凯复辟卖命，且对汤芗铭的残暴统治心怀怨恨。

在湖南护国军的进攻下，汤芗铭军队节节败退；周承辅在益阳击溃湖南新军第 1 旅，俘虏旅长胡叔麒（此前常德之战的败将），占领益阳，逼近长沙外围。

更致命的是，长沙内部的倒汤势力也趁机发难。在张孝淮的事先联络下，长沙士绅联合商会发动罢市、罢课，要求汤芗铭 “顺应民意，退出湖南”；长沙民团的留守部队则控制了长沙城内的关键据点，防止汤芗铭派兵镇压民众。

内外交困之下，汤芗铭意识到大势已去，于 1916 年 3 月 15 日深夜率亲信部队仓皇逃离长沙，经湖北逃往北京。次日清晨，张孝淮率领护国军进驻长沙，受到长沙民众的热烈欢迎。

进驻长沙后，张孝淮迅速采取措施稳定局势。

他首先发布《安民告示》，宣布废除汤芗铭时期的苛捐杂税，释放被汤芗铭关押的政治犯，赢得民众的广泛支持；其次，他就任湖南都督，以 “湖南都督” 的名义整合湖南军事力量，将湖南新军剩余部队与护国军合并，改编为 “湖南陆军”，下辖 3 个师。

1916 年 4 月，北洋政府在全国反袁浪潮的压力下，正式承认张孝淮为湖南都督。

至此，张孝淮稳定了湖南全局，而周家通过支持张孝淮，不仅确保了湘西的相对独立，此后数年，湘西与长沙保持着密切的通商往来；在军事上，双方形成联防机制，共同抵御外部势力的入侵，使湖南成为民国初年军阀混战中少有的稳定地区。

这种 “湘省内部自治联盟” 的模式，既是周家 “保境安民、建设家乡” 战略的延伸，也是张孝淮 “湘人治湘” 理念的实践。它不仅在乱世中为湖南民众提供了相对安定的生活环境，也为湖南近代化进程奠定了基础，成为民国初年地方势力合作共治的典型案例。

彼时的湘西，北拒北洋势力渗透，南守苗疆稳定，东与长沙省政府形成制衡，西接川黔之地无大规模兵祸，局面终于从 “抵御外患” 转向 “稳定发展”。