Неуспехът на Горноджумайското въстание 1902 г., провокирано от дейци на Върховния македоно-одрински комитет, води до разгрома на голям брой революционни комитети и застрашава организацията от нови провали. Възползвайки се от това въстание, турското правителство съсредоточва големи военни и полицейски сили в тези две области. Това води до стълкновение с турските войски в редица краища на Македония и Одринско и става причина за преждевременното избухване на въстанието.

В началото на януари 1903 г. в Солун е свикан конгрес на ВМОРО. В отсъствието на голяма част от представителите на революционните окръзи и на нейните най-видни водачи - Г. Делчев, Д. Груев, Г. Петров и др., които са противници на каквито и да било прибързани действия, конгресът взима решение за обявяване на общо въстание през пролетта на същата година. Макар и да не са съгласни с това решение, Г. Делчев и неговите най-близки сподвижници се подчиняват. Те полагат усилия само за неговото отлагане през лятото на същата година и за превръщането му от повсеместно в стратегично, т. е. в действия предимно на въстанически чети в планинските и полупланинските райони, където действията на редовната турска армия се предполага, че не могат да бъдат особено ефективни. На проведения в Смилево окръжен конгрес е изработен планът за въстаническите действия. Избран е ръководен щаб в състав Д. Груев, Б. Сарафов и А. Лозанчев, на който е делегирано и правото той да определи датата на въстанието. На 21 април (по стар стил) край с. Баница е убит Г. Делчев. При все това подготовката за въстанието не спира. След конгреса в Смилево следва и друг конгрес, свикан в местността Петрова нива в Странджа, където е обсъден планът за въстаническите действия в Одринско и е определен съставът на бойното ядро в този район: М. Герджиков, Л.Маджаров и Ст. Икономов. Въстанието избухва на 20 юли (Илинден) 1903 г., откъдето идва и име му. Най-напред въстанието избухва в Битолския революционен окръг. Само за няколко дни то обхваща всички населени пунктове в планинските местности на Битолска, Леринска, Костурска, Охридска и Кичевска кази (околии). Кулминационна точка на въстанието става превземането на гр. Крушово и прокламирането на Крушовската република.

На 6 август същата година въстанието избухва и в Одринско. Въстаниците успяват да освободят много селища в района на Странджа планина и крайморските градове Василико и Ахтопол. Връхна точка то достига с обявяването на Странджанската република, която просъществува 26 дни. В Родопския край на Одринския революционен окръг въстаническите чети активизират своите действия и успяват да приковат за известно време значителни неприятелски сили. В освободените селища е установена революционно-демократична власт по примера на Крушовската република. В Серски революционен окръг въстанието е определено за 14 септември (Кръстовден), но на практика избухва преди тази дата. Най-ожесточени сражения се разразяват в Мелнишко. Сблъсъците между въстаниците и турските войски следват и в Серско, Драмско и Горноджумайско. В Солунски, Скопски и Струмишки революционен окръг действията на въстаниците се изразяват предимно в организиране и извършване на атентати, в резултат на които са разрушени важни стратегически пунктове. Против въстаналото население в Македония и Одринско османското правителство изпраща 300 000 добре въоръжени редовни войници, снабдени с модерно оръжие и артилерия. Главният щаб на въстанието отправя бърза молба за помощ до българското правителство. Последното, предупредено от западните Велики сили за лошите последствия, които биха последвали за България при евентуална намеса, не се отзовава на отправения призив. Разчитайки на собствените си сили, въстаналото население се отбранява в продължение на три месеца срещу многократно превъзхождащия го противник, но не успява да удържи неговия напор.

За размера на въоръжената борба и за жестокостите при потушаването на въстанието свидетелстват данните в Мемоара на ВМОРО. Според него в Македония и Одринско стават 239 сражения, в които участват 26 408 въстаници срещу 350 000 редовни войници и башибозук. Опожарени са 205 села, съвършено разрушени 12 440 къщи, избити и заклани 4694 души, оставени без подслон 70 835 души, а други 30 000 са принудени да напуснат родните си огнища и да търсят спасение в България. Въпреки своя неуспех Илинденско-Преображенското въстание изиграва огромно значение. То показва на цялата европейска общественост, че поробеното население в Македония и Одринско не иска повече да търпи чуждестранното иго и че ще продължи и по-нататък своята борба до извоюването на националната си независимост.