孫中山派遣粵軍擊潰桂系，佔領廣西後，即擬從廣西整頓師旅進行北伐。因為非常政府在陳炯明勢力範圍內，陳炯明不但沒有革命抱負，同時處處掣肘，因此孫決定自己率兵北伐，不再回廣州做有名無實的總統。遂命令李烈鈞所屬的滇黔贛聯軍和許崇智所屬的粵軍一齊集中桂林，準備取道湖南北伐。這時陳炯明率粵軍在南寧，孫還在廣州，所以孫便打電報請陳回粵，討論北伐問題，陳托辭不肯回到廣州，並且打電報給孫，反對北伐。他的理由是：「北伐將促使直奉兩系軍閥由分裂而重趨團結，聯合以對抗南方。同時北伐一開始，可能引起南方的分裂，因為西南各省都表示要保境息民，所以現在如果堅持北伐，首先遭遇阻礙的，不是北方敵人，而是南方友軍。因此不如等待直奉兩系戰爭爆發，再行出動。」
陳炯明的意見，表面看來不無理由，實則完全不願意孫中山把粵軍調走以減少自己的實力。而且這時他已暗中和吳佩孚有了來往。所以他曾派兵解散了孫所設的招兵機關，調他的親信魏邦平率部開往梧州監視北伐軍。並通電響應盧永祥主張召開各省聯席會議。陳炯明這些舉動，使國民黨同志大為忿恨，國會議員凌鉞在議會中指斥陳為「倡亂首魁」，美洲華僑國民黨支部罵陳「狂妄乖謬，目無元首，反覆叵測，怙惡不悛。」電請下令討伐。
孫中山肯定陳炯明是革命的障礙，借口出巡廣西，派外交總長伍廷芳代行總統職務。10年10月15日乘寶璧艦出發，17日抵梧州。孫中山駐節梧州，下令編北伐軍為三個軍，李烈鈞為第一軍長、許崇智為第二軍長、李福林為第三軍長。同時電召陳炯明到梧州來討論北伐問題，擬抽調粵軍40營加入北伐，北伐軍的軍火軍費應由廣東供應。陳炯明不理會孫的召喚。
25日孫中山由梧州赴南寧，移樽就教，會晤陳炯明。孫告訴陳炯明，自己率軍北伐，兩廣都交給陳，北伐而勝當然不會再回兩廣，不幸而敗，也無面目回到兩廣，因此陳炯明沒有理由反對北伐。可是陳炯明毫無明確表示。29日孫重回梧州。
11月5日，陳炯明由南寧返粵，路過梧州，曾謁孫中山，可是對北伐問題仍無具體答覆，使孫在北伐問題上完全得不到陳炯明的支持。
陳炯明和吳佩孚勾結的消息，在10年10月便喧騰南北，上海的外文報紙和路透社均有此報道，陳於10月23日通電辯誣，宣稱純屬謠言，請勿採信。
據陳炯明叛國史所記，陳吳勾結經過如下：
「陳氏實以聯絡吳佩孚之結果而降北，亦以降北妄念之衝動，遂以正式政府（指南方護法政府）之陸軍總長，而先投降於吳佩孚。然其作用如何？則以歆羨總統地位之一念差耳。先是吳佩孚欲以全力對付奉天，又懼正式政府出師討伐，乃由鄂督蕭耀南，薦湖北人黃申薌為到西南賣蠟丸之哈米蚩。……黃至汕，聞馬育航尚在汕頭，遂往謁之。……黃知馬為陳炯明心腹，遂用水磨工夫日論國政，並謂彼觀天下士，只陳、吳為奇傑，如吳、陳攜手，統一中國如舉棋耳。……馬既受黃惑，因為譽揚於炯明，且介紹其與談，黃盡出其所能，以搖動陳心。陳氏素不甘居人下，自粵軍回粵以來，對於孫公，早已露其劍拔弩張之態度。今黃乘隙說之，陳為動。故北伐軍出駐桂林以後之種種牽掣，半出於吳佩孚代表黃申薌之計劃，陳氏但奉命唯謹耳。吳佩孚見陳氏已堪為用，陳氏又派馬育航、陳覺民等到洛，議訂條件。吳佩孚遂擔任逐徐世昌，陳則擔任逐孫總統。……馬聞言遂由保定急電報諸陳、葉。而吳慮陳尚猶豫，乃再派包蘭支來粵，攜函謁陳，謂解決中國時局，唯有南陳、北吳攜手，則諸事可迎刃而解。並有吳為總統，陳為副總統之期許。……」
這段政治秘密，是很有可能的。因為吳佩孚在戰勝皖系後一心要對付奉系，又怕孫中山北伐，聯絡陳炯明以牽制北伐軍，減輕腹背受敵、兩面作戰之勢，自然是極好的策略。陳炯明既然有背叛孫中山之心，也需要連絡北方的力量，吳、陳攜手自在意料之中。
孫中山要對付曹、吳，也需要聯絡北方，所以有所謂孫、段、張三角聯盟的醞釀。
張作霖在直奉戰爭以前，曾派李夢庚到廣東接洽共同出兵討伐直系。皖系也派徐樹錚到桂林，計劃北方奉皖兩系與孫中山的北伐軍三路出兵圍討直系。
11年3月上甸，孫中山派伍朝樞到奉天「報聘」，受到張作霖熱烈地歡迎。奉張表示三角聯盟成立，共同推倒直系，召開南北統一會議，恢復舊國會，選舉孫中山為總統，段祺瑞為副總統。原來在2月13日，困居北京城內的段祺瑞，在四個日本人保護下，化裝乘汽車由北京逃出，經過通州時，得到當地奉軍的照料，當天到達了天津。這時是直奉戰爭爆發前夕。孫中山任命朱培德為北伐滇軍總司令，谷正倫為黔軍總司令，彭程萬為贛軍總司令，李烈鈞為大本營參謀長，胡漢民為文官長，決定與奉系同時出兵討伐徐世昌、曹錕、吳佩孚。
就在這個時候，廣州發生了一件政治謀殺案，粵軍參謀長鄧鏗被刺。
鄧鏗字仲元，廣東惠陽人，追隨孫中山很久，是孫身邊一位得力的軍事人才。民元廣東光復，鄧任都督府陸軍司長。二次革命失敗後，參加中華革命黨，由孫中山委為中華革命軍廣東總司令。孫中山在廣州組府時，鄧鏗疏導陳炯明和國民黨之間隔閡不遺餘力。孫中山出師廣西，粵軍許崇智部隨行，鄧鏗一面主持粵軍軍事，策劃彈械餉糈之接濟；同時以留穗臨督陳炯明自任。陳炯明的親信有犯法的，常受鄧鏗的呵斥，陳的左右對鄧鏗積怨甚深。認為鄧鏗是粵軍中的孫中山親信，視如眼中之釘。
孫中山出師時，鄧鏗特撥自轄之一團為孫的警衛團，以鄧的副官長陳可鈺統率。用以保護孫的安全。北伐軍軍餉，就是鄧鏗一力籌措的。
3月中旬，孫中山的代表伍朝樞和段祺瑞的密使周善培從北方到了香港，鄧鏗和謝持由廣州專程赴香港迎迓。這次行蹤除了粵軍總司令部重要人物知道外，並無外人知悉。鄧啟程時，陳炯明曾親自送到樓梯，表現得非常客氣，其客氣的程度，簡直是以前所沒有的。
3月21日鄧由港返粵，在廣九鐵路大沙頭車站下車，在車站外突遭暴徒狙擊，連中數彈，彈貫胃部，流血倒地，隨行人員急扶鄧上車，逕馳粵軍總司令部。軍醫趕來施行急救，鄧喘著氣對其左右說：「我知道參謀長地位危險，可是我覺得自己人何必殺自己人？」有人問鄧知不知道兇手為誰？鄧歎氣說：「我認得，可是真料不到他殺我」。於是大家追問兇手姓名，鄧則搖頭不答。由於傷勢沉重，乃由總部轉送至韜美醫院診治。鄧鏗自己感到傷重，不可能好轉，不過他很泰然，對家人說：「我的才學不如朱執信，執信已先我而死。身為革命黨人，為國家犧牲，也是值得的。天下不容好人，付之歎息而已。」
3月23日午前5時，這位孫中山倚重的革命軍人終告不治逝世。死時才38歲，英年有為，不幸死於國事，令人萬分哀痛。
鄧案發生後，政務廳長古應芬懷疑兇徒匿居香港，派夏重民赴港密緝，獲知主謀者為陳炯明族弟陳遠生嗾使黃某收買兇手謀刺，曾密報香港政府。
鄧鏗殉難消息傳至桂林，胡漢民、許崇智、蔣中正均傷悼慟哭，孫中山尤為悲愴，電陳炯明云「仲元遽以創死，傷哉！平日忠於國事，勇於奮鬥，前途之望，正復無量！壯年遽殞，不止粵中惜此人才也。」廖仲愷致蔣中正函云：「仲元遽遭慘害，吾黨健者又弱一個，吾儕與仲元相處逾十年，道義之交海內有幾？追懷良友，輒復愴然出涕。渠生前至愛贛園，臨終亦以執信為念。贛園適與執信墓相對，故擬卜葬於此，已電園主協和（李烈鈞）借地矣。」
鄧鏗被刺後五日，3月26日，孫中山在桂林的大本營內召開緊急會議，討論當前動向，咸認為後方沒有可依靠的支援和接濟，是無法向前推進作戰的。因此是否北伐？必須先問明陳炯明的態度。正如諸葛武侯北伐之前，需先平定南蠻。於是在會議中決定，北伐軍以一部潛師先到梧州，再由西江回到廣州；另一部潛師先到韶關，再由北江壓迫廣州。
桂林的決定最重要是機密，可是這道密令發出後，北伐軍先遣司令謝文炳（許崇智的旅長）已經進抵全州，接到這道密令後，即轉報陳炯明，陳得到謝文炳的報告，立即採取行動，秘密調回駐紮潯州以上的葉舉、楊坤如等所屬粵軍五十餘營，掃數開回梧州。並令駐廣州的粵軍第一、第二兩師加強戒備。準備用武力阻止北伐軍回穗。同時電詢胡漢民，問孫中山是否班師？胡答以當前情勢欲進不能，只好作歸計。
4月9日，孫中山偕同許崇智、朱培德等離開桂林，行抵-江即遇到陳炯明的部隊在該地佈防。孫下令這些佈防軍隊不得阻止北伐軍，否則武力對待。
4月16日孫中山抵梧州，即召集軍事會議，孫說：「在桂林時我們沒有後方，現在到梧州來也沒有後方。我們只有以廣州為後方，從韶關出師。」與會人士一致贊成，孫乃決定先返廣州解決陳炯明以安定後方。這時陳少白、曹亞伯均自廣州來梧州，為陳緩頰。孫很生氣說：「他總不能阻止我革命！」
孫中山在梧州和肇慶兩次電召陳炯明來商討一切，陳均不肯應召，乃決定免除陳的陸軍部長、內政部長、粵軍總司令、廣東省長各職。胡漢民認為如果操之過急，恐生變動，不必太嚴厲處罰。黃大偉、魏邦平亦勸孫息怒，於是乃派汪兆銘見陳轉達孫的意旨：（一）省長、總司令讓出一職。（二）北伐軍需換新槍。（三）北伐軍軍費須於六個月內籌齊。另一方面孫令蔣中正進兵肇慶。
這時陳炯明在廣州的兵力單薄，所屬葉舉等部尚在南寧，所以不敢明白反對孫中山。乃電請辭去內務總長、陸軍總長、廣東總司令、廣東省長各職。
4月21日孫中山下令免除陳炯明內務總長、廣東總司
令、廣東省長各職，令其專任陸軍總長，廣東總司令一職即行裁撤，廣東陸海軍均改歸大元帥直轄，並任命伍廷芳為廣東省長，魏邦平為衛戍總司令。
魏邦平原是親陳炯明的，現在則轉變到孫中山一方。他的部隊已有三師調回廣州，因此孫任命魏為衛戍司令。他是有力量可以控制局勢的。
陳炯明在廣州接到孫中山調職命令後，乃召開緊急會議，由於廣西的陳炯明嫡系軍隊未能及時趕回，第二師師長洪兆麟請假在上海未歸，而魏邦平的態度又已轉變，同時擁護孫中山的廣東軍隊李福林部福字軍由韶關向南開進，許崇智部第二軍由肇慶向東開進，廣州無力可守，因此他宣佈「遵令卸職」，4月21日離開廣州，回到故鄉惠州。同時命令其嫡系部隊退出廣州，佈防於石龍、虎門一帶。一面電令葉舉等放棄廣西，率兵回粵，準備叛變。
21日許崇智的第二軍由肇慶乘輪在廣三路終點河口登陸，20日轉乘火車趕到廣州。孫中山也由三水抵達廣州。
這時，陳系的軍隊一二兩師還有留在廣州未走，而在西江上游的陳軍實力也很雄厚。當時第二軍參謀長蔣中正主張北伐軍宜緩出發，先清內患，再圖中原，立即進攻石龍和惠州以消滅陳部，然後回師掃蕩葉舉所部。孫中山寬大為懷，以陳氏叛跡未彰，又追隨多年，不欲絕其自新之路，乃派伍朝樞前往惠州迎接陳炯明回省，共商北伐大計，並親自電陳，勸其以陸軍總長名義率軍北伐。陳炯明回電的語氣很恭順，但也顯露不肯服從命令，有「放刀成佛，賣劍買牛」句。
4月28日，孫中山在廣州命溫樹德、陳策等收編在粵北洋艦隊全部，將其完全改組，另派專人主持。陳炯明部對海軍重炮的火力有所顧忌，不敢抵抗。孫見陳炯明無叛亂事實，遂仍加以延用。令陳以陸軍總長名義接收廣東總司令職權，指定肇、陽、羅、高、雷、欽、廉及梧州等地為陳軍防地，派葉舉為粵桂邊防督辦名義統率之。廣州由第三師駐防。並派古應芬等到惠州迎接陳炯明回省接收總部職權。陳有電向孫請假，對陸軍總長一職不再推辭。
在這種新形勢下，孫中山令北伐軍集中韶關、南雄、仁化。改道江西北伐。北伐諸軍繞道不經廣州，自三水轉舟，直溯北江而上，經清遠而至韶關。所有北伐大軍自接到命令後，不及兩個星期就全部在韶關集中。
4月28日北方直奉戰爭爆發。對南方來說，這是一個好機會，如果北伐就可以收漁人之利。
5月4日孫中山偕同胡漢明、許崇智等由廣州前往韶關，並頒下北伐總攻擊令。8日北伐軍在南雄與贛南鎮守使岳兆麟部開始接觸，就在這時接到奉軍戰敗的消息。
孫中山在韶關誓師北伐後，北伐軍的編組是：李烈鈞負責中路，許崇智擔任右翼，黃大偉擔任左翼。從5月中旬到5月下旬，北伐軍以破竹之勢先後佔領南安、新城、崇義、信豐、虔南、龍南等縣。
5月7日孫中山任命於右任為討賊軍西北第一路總司令，陳樹藩為第二路總司令。
就在孫中山專心北伐之時，陳炯明竟不顧大局，乘機叛變。
原來北伐軍大有進展之時，廣州卻落入陳家軍（當時孫中山如此稱呼陳炯明嫡系軍隊）手中，陳的親信葉舉等不聽命令，於5月8日率軍回抵肇慶。10日孫電令廣州衛戍司令魏邦平，非有大本營命令各軍不得開進廣州，然而「陳家軍」對孫這道命令卻置之不理。5月18日「陳家軍」湧入廣州，提出了「清君側」，「除宵小」等口號，其對象是指胡漢民、廖仲愷、許崇智等。20日葉舉等公開聯名致電孫中山，要求復任陳炯明為廣東總司令，魏邦平也在電報中列名。當時葉舉部有陳軍50餘營，魏邦平兵力不能相抗，又是陳的舊部，只好附名了。
葉舉等通電發出後，當時留穗的國民黨員汪兆銘、馬君武等乃先行馳赴惠州徵求陳炯明的意見。陳對汪、馬兩人表示：「我為了黨誼和人格起見，絕對不會反對中山先生，對於部下行動亦必負完全責任，倘有不聽命令而反對中山先生者，我只有自殺以謝國人。」
汪、馬由惠州回到廣州，陳部的楊坤如派兵企圖佔據兵工廠，馬君武乃赴白雲山葉舉總部訪葉，籲請葉派兵制止，葉允下令維持，並且對馬說：「總統是我們的父親，我們做兒子的當然服從父親，現在總統要我們率兵回防，我們兩三日內一定遵令回防。」
孫中山在韶關聞知陳部種種極為憤慨。蔣中正這時在上海，5月25日曾電胡漢民、廖仲愷、許崇智等：憤陳黨盤據廣州，逆命作亂，力主先定粵局，鞏固後方後再圖北伐。
陳部既屯集廣州附近，因之人心皇皇，廣州一夕數驚，葉舉部按日向財政部滋鬧索餉，財政部長廖仲愷因請孫中山暫時返穗鎮懾，胡漢民則加勸阻，認為返穗有三害：一為回省定受包圍；二如受包圍消息必然中斷；三如陳炯明抗命，前途不堪設想。
可是孫中山因收到汪兆銘、馬君武的報告，不疑陳竟敢叛變，認為自己返穗既可鎮懾，又可使北伐將士認為後方無變故，可以安心北伐。乃命胡漢民留守韶關大本營，遂於6月1日自率衛士返回廣州。
在孫中山由韶關回廣州之前，5月27日下令「陳炯明以陸軍總長辦理兩廣軍務，所有兩廣軍隊悉歸節制調遣」。陳炯明接到這道命令後不置可否，但有電報回答說：已飭葉舉等回防，並以人格生命擔保葉舉必不發生軌外行動。
孫中山回到廣州後，獲悉「陳家軍」在廣州滋意胡為，派捐籌餉，明搶暗劫，極為震怒，打算召集葉舉等當面談話，解決軍餉和移防問題。但是葉舉不敢見孫，先一天離開廣州到石龍去了，孫怒上加怒，曾密令海防司令陳策開炮轟擊「陳家軍」，又被左右勸阻作罷。
6月12日孫中山召集廣州各報記者舉行談話會，表示對「陳家軍」的態度，孫說：
「我北伐的目的，在於打破北方武人的專制，不料廣東軍人武武相護，反對北伐。陳競存（炯明）本人出身秀才，他反對北伐可能是由於政見不同，他的部下反對北伐，卻是為了擁護武力。我出兵八月沒有獲得進展，問題在於武人專制，在後方掣我的肘。我改道江西北伐，是由於湘趙（指趙恆惕）表示服從，成為我們的友軍，所以取道湖南，我們必須走到岳州才能遇見敵人，出兵江西，則走出廣東一步就可以遇到敵人。不料陳竟疑心改道是為了要對付他們。我由廣西回到廣州後，北伐軍乘車向北江出發，陳竟存才知道我並無不利於他的企圖。但是陳家軍由南寧開回，在潯州舉行秘密會議，歃血為盟，他們一定要恢復陳總司令的職權，否則誓不罷休。他們經過肇慶、三水、河口開到廣州，其兵力共有六十營，這時，北伐軍義憤填膺地請求我回師平亂，我勸他們按照原定計劃繼續北伐，後方問題由我負責處理。我回到廣州已有十多天，而陳競存和他和部下沒有一個人前來見我，卻用兵力威脅，向我索討軍餉。他們口口聲聲說我不應當罷免他們的總司令。各位都知道，廢督裁兵是我回到廣東定下的大政方針，總司令是變相的督軍，陳競存沒有反對裁撤總司令的任何理由，何況總統有用人行政之權，任何人都不應反對。我今天委曲求全，派陳競存以陸軍總長兼辦兩廣軍務，算是仁至義盡。而陳系軍人卻繼續張牙舞爪，我回廣州如果自己沒有把握，決不會投入陳系六十營軍隊的大包圍中。我為了保全廣州秩序，今天特請輿論界來講講道理，希望你們在十天內將陳系軍人不法行為盡量揭露，告誡他們全部移駐廣州城外三十里，聽候寬大處置，否則我一定順從民意，加以驅逐。有人叫我孫大炮，我以前用炮打過莫榮新，今天將以同樣的大炮去打這些不聽命令，目無法紀的陳家將！」