5月21日，蒋介石作为总指挥，电令何应钦指挥的党军第一旅，陈铭枢指挥的粤军一旅等回师广州，准备讨伐杨、刘叛军。5月21日，党军第一旅何应钦部，粤军第一旅陈铭枢部，第四师许济部，警卫军欧阳驹部，同时从潮、梅回师，一路经海丰、平山、白芒花、淡水，于6月6日到达广九路樟木头一带。与此同时，李宗仁、黄绍竑扼守西江，阻止唐继尧部东下配合杨、刘。
东征军班师回穗之际，代帅胡汉民于6月3日责令杨希闵交还所占防地，交出所占财政各机关，服从政府。杨不肯就范，反而于4日占领省长公署、粤军总部、财政厅、公安局和市内各重要机关，并贴出由其负责市内“治安”的告示。杨、刘还以“滇桂军全体国民党员”名义，散发反共、反苏和反广州政府的传单。是日，革命政府免杨希闵、刘震寰本兼各职，由朱培德任滇军总司令。
6月7日，滇、桂军夜渡珠江，攻击帅府所在地——士敏工厂，遭到革命军之兵舰痛击。8日，蒋率东征军抵达石龙，9日，占领石滩，10日，进攻广州东郊。与此同时，西江李济深率粤军，沿广三铁路东进；北江谭延闿率湘军、朱培德率滇军、程潜率攻鄂军，沿粤汉铁路南下；珠江南岸李福林率“福军”，也隔江予滇、桂军以重大之威胁。进攻广州，讨伐杨、刘之役，拉开战幕。
战争初期，革命政府、国民党中央许多人士及苏俄顾问，还留在广州市区，处于滇、桂军的威胁之下。大本营铁甲车队英勇作战，抢占大沙头，掩护各机关和顾问团安全转移至南岸士敏工厂或黄埔岛。
6月10日，革命军分三路开始总攻。粤军第一、三师及第六旅任左翼，由广三铁路进；警卫军任正面，由龙眼洞进，警卫军一部及福军为总预备队，由河南进，总攻省城。是日，滇军在龙眼洞、桂军在瘦狗岭，踞险而守，猛烈抵抗革命军的进攻。
12日清晨，黄埔校军打退滇军，占领龙眼洞。粤军第一旅和警卫军向瘦狗岭、沙河进逼，毙桂军数百人。军校炮队掩护革命军由猎德渡河，旁抄广九路。10时，瘦狗岭之桂军，也被打败。黄埔校军、粤军、魏（邦平）军及其他各军乘胜追击。桂军师长陈天泰被俘，滇、桂军各个阵地均被击破，广州全城被收复。杨希闵、刘震寰化装逃走，经沙面逃往香港。
13日，从惠州回援的滇军胡思舜部，在观音山被革命军截击，全部投降。第二天，该部再次叛乱，占领北校场一带高地，抵抗革命军。黄埔学生军迅速集合，予以包围缴械，夺回高地。至此，祸粤数年、拥兵数万的滇、桂之军，终于被消灭。
此役打破了滇唐趁孙中山病逝而人主粤政的野心，根除了杨、刘之祸，使广州的局势，再次转危为安。这为大本营改组，国民政府成立，打下了良好的基础。
2．国民政府成立和国民革命军整编
1925年7月1日，随着平定杨希闵、刘震寰叛乱战斗的胜利，按照国民党中央执行委员会的决定，正式成立国民政府。
7月3日，国民政府军事委员会成立，汪精卫任主席，胡汉民、蒋介石、伍朝枢、廖仲恺、朱培德、谭延闿、许崇智为委员。蒋介石凭借着战功在军事委员会中占据首要位置，因为军委会主席由国府主席汪精卫兼任，首席委员由外交部长胡汉民兼任，二人既不懂军事又不管军事。而且身为国民政府军事部长的谭延闿和曾参与指挥军事的国民政府财政部长廖仲恺又排在后面，所以名列第三的蒋介石成为事实上的首席委员，这说明他在军事上的地位已超越长期主管军事工作的谭延间、许崇智、廖仲恺、朱培德、程潜、李烈钧等人，成为国民党事实上的最高军事指挥官。
根据国民党中央执行委员会6月15日的决议，8月26日，各建国军和党军改组为国民革命军。并对其作了具体编制：
第一军：军长蒋介石，党代表原是此时已遇刺身亡的廖仲恺，政治部主任周恩来。第二军：军长谭延闿，副军长鲁涤平，党代表汪精卫，政治部主任李富春。第三军：军长朱培德，党代表兼政治部主任朱克靖。第四军：军长李济深，党代表兼政治部主任廖乾五。第五军：军长李福林，党代表兼政治部主任李朗如。
此外，随着形势的变化，1926年初，建国攻鄂军改编为第六军，3月，两广统一后成立第七军，6月，又成立第八军。第六军：军长程潜，党代表兼政治部主任林伯渠。第七军：军长李宗仁，党代表兼政治部主任黄绍泫。第八军：军长唐生智，党代表兼政治部主任刘文岛。
国民革命军的成立，使得国民党有了自己的军队，永远结束了孙中山进行武装起义以来一直靠借用军阀军队、雇佣军阀军队打仗的历史。虽说上述军队政治目标并不一致，内部派系林立，但均归于国民政府军事委员会统一指挥，以后正是靠这支军队，取得了北伐战争的胜利。
上述军队中，编制整齐，番号统一，但官兵数量相差很大，军事素质相差更大，战斗力参差不一，较能打仗是一、四、七、八军。后来在第二次东征和北伐中，主要靠这4个军作战，另