刘逊谦早年留学日本学习军事，受孙中山等人的影响，立志“推翻封建王朝，建立共和政体”。

刘逊谦毕业后回国，以兴办体育为名，秘密宣传革命，联络反清力量，后到上海，继续执教于商团公会，每日率领团员晨起操练，晚间聚集事务所中“消遣议事”，秘密在团员中“历数大家平日在租界上受外国人侮辱之苦”，宣传“非实行革命推翻腐朽无能的清廷，国家不能转弱为强”的道理。

1911年4月19日，上海书业商团成立，商团公会委派刘逊谦为书业商团司令，团员共124人，都是朝气蓬勃、忧时爱国的热血青年。在刘逊谦的教导、训练下，团员们革命情绪非常高昂，“决心为推翻清朝封建统治，建立共和国家而战”。

1911年10月10日，武昌起义爆发，上海革命党人加紧筹备，策划响应。同盟会中部总会领导人陈其美连日邀集上海各界人士及商团负责人会商，定于11月3日晚发动起义。

11月3日，闸北商团与巡警首先起事，午后占领巡警总局。刘逊谦率领书业商团于3日下午攻占硝磺局。午夜后，刘逊谦奉命赶赴沪军巡防营，与起义官兵会合，攻占清朝最大的军工企业江南制造局。11月5日，上海军政府成立。书业商团被编入商团义勇队，扩大招募至100余人，组成一个中队，刘逊谦任中队长。15日，苏浙起义联军会攻南京，商团义勇队改编为沪军先锋队，刘逊谦任沪军先锋队中队长，于19日率部出征，参加光复南京的战斗。

22日，刘逊谦所部负责攻占南京神策门至天堡城一线的进攻任务。天堡城位于南京紫金山第三峰(西峰)，为南京重要炮台，配有重炮多门，由清廷“悍将”张勋率领江防军凭险固守。

刘逊谦率部跟随起义军于11月29日对天堡城发动进攻，遭到清军激烈抵抗。30日，刘逊谦率所部迅速突破山脚下清军防线，冒着山上敌人的枪炮，奋勇向上攀爬冲锋。就在即将登顶之际，忽见敌军举起白旗表示投降。刘逊谦认为可能有诈，随即下山和其他起义军官长商议。刘主张应让守敌下山投降，但部分起义军官长却否定其意见，认为应该上山受降。结果，部分上山受降的起义军官兵刚到半山腰，就遭到山上清军的猛烈射击，死伤惨重。

刘逊谦见此情景，愤慨至极，率部发起冲锋，沪军先锋队战士一马当先，冒着敌人的枪炮再次攀缘直上，无一人退缩，不少战士受伤。其他起义军见后受到鼓舞，也加入猛攻，血战至次日早6时，终于攻破天堡城清军阵地。

12月2日，各路起义军胜利开进南京城。入城之日，刘逊谦特别召集本部攻克天堡城有功人员合影留念。