1911年10月10日，中国爆发了以武昌起义为标志的资产阶级民主革命——因该年是夏历辛亥年，故史称辛亥革命。孙中山和中国同盟会领导的这次革命运动，发轫于甲午，盛于庚子后，而成于辛亥；它推倒了反动的清王朝，并结束了延续两千多年的君主专制统治，使民主共和政治从此开始成为中国历史上的正统。廖仲恺与何香凝作为孙中山的忠实追随者，及同盟会里的两员虎将，积极投身于这次革命斗争，为推翻清廷、创建民国作出过重要贡献。
在19世纪与20世纪之交，几乎世界上所有的列强都争先恐后地扑向中国，中华民族面临着亡国灭种的危机。如何救亡图存？成为一切进步爱国志士议论的中心问题，不少人将留学看成是“今日救吾国唯一之方针”，并首选前往日本留学。面对祖国内忧外患的严峻局势，廖仲恺在探求救国真理强烈愿望的驱使激励下，也决心赴日本留学。有一天他对妻子沉痛地说：“国家危急至此，我们岂能坐视？日本留学界朝气蓬勃，志士云集，我也想东渡求学，结交革命贤豪共图大业。惟学费无着，奈何？”何香凝听后安慰他：“你尽管放心，我可把自己的奁饰变卖助你成行。”
1903年1月，廖仲恺在妻子的赞助下，先从广州东渡日本抵达东京留学，4月间何香凝也来到了丈夫的身边。他们在早稻田大学附近租了一间房子住下。同住在一块的留学生见“廖体小而何高壮”，都笑他们像姐弟俩；而何的那双“天足”更令留学生们感到惊奇，皆戏称她为“何大脚”。随后，廖何夫妇同广大的中国留日学生一样，努力学习新知识和吸收新思想。为此，廖仲恺先进了东京神田区的一所日文学校学习日语近年，后于次年3月底考入早稻田大学政治预科学习；何香凝则初入东京目白女子大学就读，后因听课困难只好转跟舍监及其夫人学日文，一段时间后考进东京女子师范学校预科学习。
廖何伉俪留日之际，正值留学生群政治信仰日益明朗与思想争论日趋激烈之时。当时的千余名中国留学生志趣各异，可大别之为“民主革命”与“保皇立宪”两派。双方争论的焦点是如何去救国的问题——是追随康有为、梁启超等人，走保留清廷的“君主立宪”之改良道路，还是跟随孙中山等，踏上武力推翻清廷、实现民主共和的革命征途？这个问题一开始也摆在廖何夫妇的面前。他俩在当时日趋高涨的反对清廷的革命风气感染下，毫不犹豫地站到了革命派一边，积极参加留学生会馆组织的各项革命活动，并在该年夏天的“拒俄”运动中为学生军捐款。何香凝作为积极鼓吹中国妇女解放运动的先驱者，还于1903年6月25日在《江苏》杂志第四期上发表了《敬告我同胞姐妹》一文，号召广大女子学习法国的女革命家罗兰夫人和美世儿，赶紧“灌输新知”，起来“破数千年之黑暗地狱，共谋社会之幸福，以光复我古国之声名”——担负起挽救民族危亡的救国重任。
廖仲恺与何香凝抵东京之后，一直渴望能早日见到心仪已久、时被留学志士奉为“中国救主”的孙中山。可惜，孙先生那时正在越南等地从事革命活动，一时还没有会面的机会。1903年7月，孙中山来到了日本横滨，旋抵东京并在留学生中开展革命宣传与组织活动；他还成立了青山军事学校，吸收有志青年入校学习军事知识和技术，以为日后反清起义之用。大约是在9月的一天晚上，廖何夫妇在神田区中国留学生会馆的集会上，喜出望外地初次见到了孙中山。当时，孙先生发表了简短的演说，指出中国积弱太甚，我们应该发愤彻底革命，才可挽救祖国于危亡。他演说时那令人信服的号召力，吸引了广大的留学生，廖何伉俪更是“听得入了神”。散会时，他俩打听到了孙先生寓所的地址，并在几天后由黎仲实带路，专程到小石川的一间“下宿屋”（旅馆）去拜访孙中山。孙先生热情地会见了这三位年轻人，彼此间没有客套，话题马上就从中国的政治与革命问题开始了。孙先生从鸦片战争谈到太平天国、戊戌政变和义和团运动，痛斥清政府的丧权辱国和腐败无能，强调爱国救亡就一定要推倒清廷，建立民国。他的一席话为廖、何选择人生的道路指明了方向，初步坚定了这对青年夫妇投身民主革命的决心。
后来，廖仲恺与何香凝又几次去拜会孙中山，并在一次聆听过他畅谈革命救国道理后，坚决表明愿为爱国救亡和创建民国效力。孙中山对此格外赞赏，即要他俩在留学生中“物色有志之士，广为结交，以便日后结为团体，以任国事”。廖何伉俪遵照孙中山的嘱托，在以后的一年多时间里团结了一批救国志士，为壮大留日学生中的革命派队伍作出了贡献。
