二二八事件消息傳開，隔天高雄地區即出現普遍的混亂。雄中、雄工、雄商等校的學生聯盟素有緊密的聯繫，當時偏遠地區就學的學生大多住在學校裡，由於雄中瀕臨火車站為南部地區交通要樞，學生聯盟遂聚集於雄中商討應對之策。

當時雄中高年級棒球隊員的學生李榮河、陳仁悲等人因時常擔任各種學生團體的領袖，於同年3月4日主導成立自衛隊，被眾人推舉為隊長及副隊長。當時男性學生在先前日本軍國主義的教育下，普遍接受過軍事訓練，少數甚至曾被日本徵召至戰場而有實戰經驗。

李榮河和陳仁悲等人延續日治時期學長學弟制高年級帶領低年級生的風格，基於保護學校以及維持地區為由，抱著「在大時代變動中學生學生們可以做些什麼」的念頭，帶領雄中、雄商和雄工的學生主動出面維護附近治安。雄女的學生則是因為雄中學生潘牧民的妹妹號召而加入，共十餘位，擔任後勤支援和製作飯糰的工作。

學校因二二八事件停課後，大部分師生皆沒有到校。自衛隊成立後，當時訓導主任張木火基於管理學生的職責短暫留在校園，因學生缺乏糧食，曾指揮學生至華南銀行搬米，由雄女學生做飯糰給大家吃。國語教師李碩楷、高雄工校電工科教師潘作宏等，怕學生走上歧路也曾留在校園行監督之責。不過雄中高二生領導的自衛隊的自主性非常強，當時校園內人士有些雜亂，不少學生也對他校教師不熟，所以師長們大多只能在旁陪同、關心 ，無法介入太多。

自衛隊擁有槍械。武器來自雄中軍械庫日治時期的軍訓用槍、畢業學長從岡山帶來的十餘支三八式步槍、夜晚從警察局拿來三八式步槍和騎兵槍，還有從陸軍倉庫拿走的子彈、手榴彈和催淚彈。這些槍枝多半無法使用，經由臺南工學院（今國立成功大學）的學長整理後殺傷力仍然有限。

自衛隊拒絕其他欲推翻政府的勢力—如涂光明等人的加入或介入，除了維護校園安全，自衛隊也同情收容無辜被毆打的外省人。例如由雄工學生開車、雄中學生押車，把在鐵工廠、煉鋁工廠等公家機關高階的外省人，陸續載進校園安置於保護所。也曾有一位母親帶著一個看起來像公務員的兒子，手提一大袋的臺幣鈔票要求保護。留守的陳仁悲當眾請夥伴們將他們帶往保護室，並將鈔票立即燒毀。相較於校外的混亂，雄中內被庇護的外省人相當安全，學生吃什麼他們也就跟著吃什麼。當時建國路上的商家還主動提供食物和日用給學生。

3月4日下午，高雄要塞司令彭孟緝下令派出巡邏隊，見聚會民眾便開槍射殺。3月5日，高雄要塞軍隊開始以八門七五砲對市區展開砲擊，並向鼓山一路一帶進行掃射、封鎖。

因高雄火車站被國府憲兵佔領，原依賴鐵路運輸的糧食無法供應，將嚴重影響高雄地區糧食供應，自衛隊3月5日決定組織「決死隊」計畫驅逐駐紮車站的憲兵隊 。

涂光明等人獲悉後，再度表示希望聯合軍事行動，不過同樣遭到拒絕。當日早上10點自衛隊穿著制服、學生帽 ，配戴日本刀和手榴彈（少數學生則攜帶步槍），兵分三路進攻高雄火車站。

因自衛隊武器不如裝備美援武器的憲兵，戰術和施用武器的熟練度也不足，隊伍組成如烏合之眾的情形下，最後由與憲兵隊長交好的高雄一中父兄會會長陳啟清出面和憲兵達成停火協議，不過一名學生顏再策仍在交戰過程中中彈，送回學校醫務室已不幸身亡。

3月6日，彭孟緝逮捕涂光明等七名談判代表，決定發動鎮壓行動，高雄中學被列為其中的重點區域。陳國儒部隊攻進市政府，向市政府內丟擲手榴彈，各界代表與市民當場有四、五十人喪命。同時以手榴彈及步槍，對愛河及市府地下室內躲藏的民眾開槍。何軍章部隊進攻高雄火車站與高雄中學，軍隊包圍火車站地下道兩端出入口，對躲藏在地下道的民眾開槍，接著進入高雄中學。自衛隊接獲鳳山的軍隊即將進攻雄中的消息後，深知敵眾我寡，手上亦沒有足夠且堪用的武器，開始解散。

傍晚時分，自衛隊員僅剩十餘人，趁著當晚的大雨掩護，高二生帶領高一生到三塊厝附近，解散後各自返家。軍方無法確定高雄中學內的武力情況，於是以六０砲砲擊校園，但當晚校園中已沒有任何學生的武裝力量， 僅剩下兩千多名避難的外省人。

3月7日，再調來兩門美式八一迫擊砲支援，四門迫擊砲由高雄火車站屋頂向雄中射擊，同時也以要塞砲攻擊雄中。最後派出兩營步兵攻堅，將躲藏在高雄中學的民兵完全掃除。其結果就是現在雄中紅樓東側的紅磚約50公分的坑洞，高雄中學也成為二二八事件當中唯一遭受國府軍攻擊的學校。

歷史影響：

二二八事件後，政府雖然寬大處理參與自衛隊的學生，卻將自衛隊的出現歸結為「受了日本奴化教育的毒害」，透過報章媒體加以撻伐譴責。事後每班的學生都要到市府前面的運動廣場聽訓，由彭孟緝或其參謀講話；參與的學生則被要求寫自白日記。為首的李榮河、陳仁悲、林芳仁等人於解嚴後接受訪問時，回憶校方並沒有對他們加以嚴厲追究。

當時有些參與的學生如林芳仁等因深怕被處決不敢回校報到，直到事件平息一個多月後才陸續返校復學，為此戰後第一屆雄中校長林景元因「領導無方」被逮捕，5月1日才被釋放然後被迫離職。

事後官方將此次事件定調為學生有計畫地推翻政府，並宣稱握有「學生軍組織表」、「告親愛的同胞書」、「高雄學生聯合軍本部關防」等煽動的證據、認定學生們拘禁一千多名外省人並綑綁部份外省人作為沙包。

隨著解嚴之後，當時參與的學生不再因為害怕公開透露實情而被追溯定罪，透過學者們的研究才加以逐漸向大眾還原歷史真相。

而當時的自衛隊參與者受訪時也回憶根本未見過任何學生軍組織編制表、關防、標語、口號等，顯見上述彭孟緝等人的說法及證物若非張冠李戴即為偽造出來，意在誇大學生的數量並聲稱自衛隊有組織地策劃推翻政府。