1905年至1907年，杨振鸿等云南籍人士先后加入了中国同盟会，并成立了同盟会云南支部。随后，杨振鸿等人先后到云南西部的腾越地区进行革命活动，发展张文光等加入了同盟会。

张文光等立即在腾越地区组织了领导反清起义的核心小组，以同盟会员刀安仁为组长，张文光为副组长，积极开展活动。张文光拿出自己的家产支援革命事业，创立了“自治同志会”，核心成员有50多人。

1908年12月，杨振鸿在滇西发动水昌起义失败后病逝，张文光等人继续发展革命组织，发展了哥老会首领、新军排长陈云龙等为同盟会会员。

1911年3月，广州起义的消息传来，张文光等人决定在腾越发动武装起义。但起义的消息被清廷腾越当局侦知，张文光等只得暂时流亡国外。

1911年10月10日，武昌起义爆发。张文光秘密回到腾越，召集革命党人在宝峰山上的宝峰寺举行秘密会议。会议决定通过清军中的革命党人，夺取驻腾越的陆军第二十六标第三营的两个连队和巡防军第四、五两个营的兵权，以此为主要力量夺取清廷设在腾越的军政机关。10月24日，驻腾越清军中的革命党人利用野外操练的机会，在叠水河的玉皇殿秘密举行誓师会议，决定10月27日发动起义。

10月27日19时，腾越起义爆发，张文光率领一支人马袭击巡营第四营，同盟会员李学诗作内应，夺取了指挥权。同时，革命党人在新军第七十六标三营、巡防队第五营分别处决了抗拒革命的反动军官，率部起义。经过一昼夜的战斗，起义军占领了腾越。

10月28日，起义军将领及各界代表在腾越自治公所举行会议，决定设立政府，成立滇西军都督府，以张文光为第一都督，刀安仁为第二都督，陈云龙为都指挥，以“九星旗”为军政府的旗帜，并决定扩充军队，向大理、昆明进军，扩大起义成果。

这时，昆明已经爆发了“重九起义”，成立了以蔡锷为都督的云南军都督府（云南军政府），大理新军响应昆明的行动，宣布反正。云南军政府蔡锷、李根源等通电，要求滇西军政府撤回军队，不要继续进攻大理。张文光得电后，命陈云龙驻师永平，听候与省军政府的协议。

不久，李根源率领部队前往大理。张文光派代表前往欢迎，张文光部下的李学诗等人，不仅是同盟会员，还是云南陆军讲武堂毕业的学生，与李根源有师生之谊。因此，双方进行了有效的协商。

1912年2月1日，李根源到达腾越，委任张文光为腾越镇军门，专管腾越军务，撤销滇西军都督府。随后，蔡锷、李根源又任命张文光为云南协都督，驻大理，统辖腾越、永昌、顺宁的驻军。腾越随即改名为腾冲。