1903年，全国掀起拒俄运动，黄展云联络同志，在侯官小学堂开会，成立“海滨公会”，以“研究学问，讨论国闻”为名，拟出刊杂志，编练义勇队，参加拒俄活动，后因遭到当局的阻止和破坏，未能成功，

此时，邹燕庭，林斯琛在哥老会内创设“共和山堂”，黄展云率该校进步师生和所联络的革命同志加入这个反清的秘密组织。

1904年，黄展云策动学生黄光弼在藤山益闻社成立学生联合会，会成立那一天，城台学生参加人数达千余人，会后结队游行，此事被清布政使周莲所知，拟大搜捕，各同志闻风走避。后来由于会党成分复杂，意见不一；加之在清政府的高压政策下，学联会与会党联络的机关文明社遭到破坏。

1905年春，黄展云与郑权、郑祖荫组织汉族独立会，会址在藤山古榕书院，作为秘密反清革命活动的领导机构，黄展云任会长。汉族独立会不仅有较完整的“会章”，而且会内“训练党员”、“秘密通讯”、“司法审判”、“运动陆军”等分工详细。并且入会手续严格，“须经两层手续，先入山堂，教以口号、手号、联络气谊，而试以事功；久而久之，知其果能忠实也，再由山堂而入于汉族独立会”。在黄展云等领导下，汉族独立会与当时著名的革命党人黄兴、陈少白、冯自由、许雪秋等均有密切的联系，曾商议在闽实行起义，于东南数省有不小的影响。

次年，孙中山先生命设同盟会福建支部，创办《建言日报》，并于城外梅花坞设立支部机关。汉族独立会奉命取消，所有汉族独立会成员，改为同盟会会员，对外则用“丙午俱乐部”名义，黄展云便在此时加入同盟会。接着，黄展云派遣会员黄光弼、林师肇、施明、许卓然前往建安、莆田、泉州、厦门设立机关，扩充会务。

1905年12月，黄展云与表兄林白水（为抗议日本文部省取缔清韩留学生规则刚由日本回国）在福州第一山合编《高等小学修身课本》八册，这是近代百年思想品德教育的结晶，也是近代最早、最完整的思想品德教材。

1906年秋天，因教育界内的封建顽固分子迭向政府告密，当局以侯官小学的师生“有图谋不轨，有意造反”的嫌疑，将该校与闽县小学合并，改名为闽候两等小学堂。黄展云与堂兄黄翼云被迫离开福州，东渡日本，考入日本早稻田大学师范系深造，在日本东京与孙中山先生交为莫逆。

1907年8月，“共进会”在东京成立，黄展云素与会党有联系，被推举为共进会福建支部负责人之一。

1908年秋，黄展云学成回闽。主持“益闻阅报社”（实为中国同盟会福建支部机构），并任法政学堂“修身”课教员，秘密进行反清革命活动。

黄展云在法政附属文科中学教修身科时，讲到什么是“忠君”“爱国”等课文时，只叫学生自己看，“不懂来问”，而讲到明如何亡于清，扬州十日，嘉定三屠——则大讲特讲，把本来很枯燥的修身科讲得有声有色，听课的学生只恨下课钟响得太早了。在福州辛亥之役中，不少在校学生主动参加了战斗。

1907年9月，福建谘议局成立，黄展云为避免清政府注目，便利革命活动，入该局当文书，次年，黄展云又在省城参加考核，得中优贡。但他暗中仍积极进行革命活动，这时又与林白水编书十多种。

1911年3月， 同盟会准备在广州举义，黄展云鼓励学生暨盟侣陈与桑、陈更新、陈可均、黄光弼、蒲开泰、严骥等前往广州参加起义，4月27日广州起义失败，死难的福建同志皆是他的好友和学生。黄展云虽十分悲痛，但烈士的鲜血激起黄展云的悲愤，更加坚定了他推翻帝制，建立民国的信心，并坚信“黄花赍志策未毁，主义随风更披靡”。此时，他在同盟会福建支部内主持文书部工作。

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