耿直起事前，与刘锡麟商议，为了避免大规模军事冲突，达到迅速倒陈之目的，决定找一健儿谋杀陈树藩，刘选中部下一名叫连安儿的排长，准备对陈行刺。

连安儿进西安后，即按耿直密谋行事。1917年12月9日早，连安儿电话告陈树藩，言刘锡麟有密函奉达，请陈亲自接见。陈奸诈非常，警惕性甚高，接见前已派人密切注视耿、刘二人的频繁往来，对其间接投送函件的做法尤其怀疑，陈接电后一面令送函人速来，一面自作防范准备。连安儿向陈呈上信函，陈拆阅时仍密切注视连的表情动作，当连从身上掏枪时，陈即高声斥责连“有失军人礼节，请垂手出去”。陈的卫兵闻声赶到，耿直当时在座，见事情败露，遂告辞而出。

据张钫说，刘锡麟由渭南举兵，俘获陈树藩之弟陈树滋，并赶至临潼劫持那批军火的行动，即是连安儿刺杀陈的当天下午。

耿直退出督署后，激愤万分，骑虎难下，当天刘在临潼劫夺枪械之事已传至省城，事情危急，只得加速对陈的刺杀行动。12月10日早晨，耿打电话给陈说：“连安儿昨日确有行刺打算，现已押来，请督军处理。”陈答曰：“送来吧！”耿遂派精壮士兵三十人，押着连安儿，绳索虚缚进了都督府，拟见陈而刺之。行至前院，遭到陈的副官汪宏（汪毅卿，安徽人）盘查，当汪让其连安儿规矩听话时，连急于出枪，此刻一士兵先开一枪，汪应声倒地，押送士兵一哄而入，奔至后院，乱枪四射，都督府顿时惊慌一团。

此时陈树藩正在府中陪前来辞行的关中道尹陈友璋吃饭，听见前院枪响，又从座位对面大镜中看见有士兵对镜影中的自己开枪，急忙从座后小门逃走。进入士兵迎面碰见陈友璋，即问：“你是何人？”陈答：“我姓陈。”士兵举枪就打，陈道尹即刻死于非命。等开枪士兵醒悟，陈树藩已逃无影踪。

耿直在派人押解连安儿去督署的同时，已派一个骑兵排夺取钟楼，另一排士兵抢占南门，接应王珏营（有兵员300人，驻小雁塔）。当时耿直的兵力只有600人，而陈各部兵力超过3000人，双方力量悬殊。督署枪声响起后，耿直得知行刺未成，先是率卫队据守警备司令部，激战至夜，退守市中心之钟楼，列阵至西安南门与陈部对峙，等待郭坚来援。钟楼地势高，视野广，又是电话总局所在，对陈的进攻威胁极大。双方围绕钟楼激战两昼夜，处于胶着状态，各自等援兵来到，谁胜谁负，皆取决于双方谁的援兵先到。

耿直原与郭坚议有举事计划，因劫取过境枪械提前行动，打乱了郭坚的计划，郭坚部队因为驻地分散，集中费时，加之支援路上耽误，没有及时赶到省城，刘锡麟部虽来应援，却是枪多人少，无力应战（刘抢夺枪械后，商得临潼第一中学校长同意，将全校学生编队，按人发枪，又从乡下临时招募一些乡民，仓促成军）。陈树藩的主力远在渭北，但胡景翼的陈世珏营（陈式玉，福建人）恰在发难前由西安开抵三原，行军装备尚未解除，又被陈调回西安增援。据张钫说，陈式玉率部进入东门，陈树藩部大军亦达东门，危急之时，耿直遂率警备队等出南门向西撤退。