向海潜与黄申芗关系密切，因为他们不仅是同乡，而且又同一军籍，同是陆军学堂的学兵，加上意气相投，两人情同手足。向海潜虽然十分自负，但对黄很敬重，无不言所计从。1909年春，孙武从日本归来，邀约黄申芗在汉口华景街一家酒楼见面，极力动员黄申芗加入共进会。黄申芗当时正苦于和在海外的革命党人不通声气，欣然同意。归来后，便找到他所联络的各团体负责人，商量归并，加入共进会，向海潜率先响应。由于各团体的加入，汇成了一股强大的力量。共进会成立东京之初，只是一个空架子，从这以后，才有了群众基础，有了实力。也就是从这以后，共进会组织才第一次进入湖北新军的兵营。

1910年春，长沙发生了数千饥民的闹米风潮，黄申芗应湖南焦达峰之约，打算趁机在湘鄂两省同时起事。后因湘乱已平，焦达峰中止了起义计划，黄申芗得信后也按兵不动。不料起义计划被清廷侦知，黄申芗遭通缉，被迫逃到上海避难。黄离开武汉以后，向海潜即自行其是。

武昌起义前，向海潜负责与炮队联络。起义后，他率领民军攻打汉口，火烧华景街，为武昌起义的胜利立下了战功。湖北都督府成立，他任参谋。有的文章说，他曾任过武昌卫戍司令。当时是否设立过这一职务，无法考证。此时，他对会党的联络仍不放松。阳夏战争吃紧时，他曾以参谋名义赴湖南，联络会党援鄂。南北议和期间，孙武成立民社，创办《民声报》，公开与同盟会和南京临时政府对抗。向对孙武的骄横跋扈、党同伐异本来就不满，现在孙竟改变革命立场，投向袁世凯，这令向海潜更加痛恨。1912年2月17日的倒孙事件，他本人和他的群英会起了主导作用，并由他开第一枪，群英会的标志成为事变中的通行证。群英会事变以后，黄申芗去日本留学，他也离开武汉去了上海。

1913年3月25日，宋教仁被刺，引发了二次革命。7月22日，孙中山在沪发表讨袁通电。8月8日任命向海潜为江苏讨袁军副参谋长（临时总司令为何海鸣、参谋长为王宪章），率领一支部队镇守江阴。袁世凯对向十分忌恨，曾赏银10万元捉拿他。袁军猛攻江阴城，讨袁军处于敌众我寡之劣势，军事失利，人员伤亡惨重。部下建议他弃城救人，保存实力，向海潜说：“人在城在，人亡城亡。即使我被打得只剩下一兵一卒，也绝不弃城逃走！”孙中山闻讯后，急忙电令向海潜撤退，并对在场人员说：“我宁失江阴一城，绝不可失向海潜一人!”

二次革命失败后，他流亡日本，不久即加入了中华革命党。他曾和黄申芗一起拜见过孙中山。如《孙中山在日本活动秘录（1913.8——1916.4）——日本外务省档案》：“晚七时四十分（1913年12月1日），黄申芗、向海潜、郑林双、丁仁杰、何仲良一起来访，议事，九时三十分离去。本日下午二时二十分，夏述痕、凌钺来访，议事，晚九时三十分离去。下午四时四十分，陈其美来访，五时十分戴天仇（戴季陶）来访，一起议事……”孙中山虽比向海潜年长许多，却按洪门规矩称向海潜为向大哥，因为孙中山早年曾参加过海外洪门组织致公堂。

1915年回国后，向海潜继续参加了一系列反对袁世凯和反对段芝贵、王占元对湖北人员残酷统治的斗争。由于向海潜拥有雄厚的群众基础，所以在反对段、王的斗争中发挥了很大作用。据辛亥革命老人卢智泉回忆：“……同志们举熊先生（熊晋槐）为讨袁军总司令，以谋继起。同志们身上都带有三角形的药水刀子，对反动派的走狗，哪里遇到就在哪里跟他们干。革命同志把反动派的走狗往租界上拉，他们把革命同志往华界拖。就这样，侦缉老爷们被党人弄死了不少：熊先生家里就弄死了三个；卢志泉勒死了陈捷三；向海潜、马骥云、吕丹书等杀死了走狗几十个。工程营发难有功的程正瀛，堕落成为王占元的特务，也就是在这个斗争中被党人拉到租界，装入麻布袋沉之长江的。经过党人这种坚决的斗争，王占元的稽查长周三毛甘愿两不相犯。至袁世凯死，黎元洪继任大总统，释放政治犯，反袁斗争始告一段落。”

1917年，孙中山反对北洋军阀解散国会，提出拥护约法，恢复国会的主张。他在广州组织护法军政府，当选为大元帅，誓师北伐，抗击北洋军阀段祺瑞的军事进攻。孙中山任命向海潜为护法军政府军事委员，以后又任命向海潜为大元帅府援鄂第二混成旅旅长、湘鄂联军总指挥、湘军援鄂鄂省自治军左翼总指挥等职。