当东征军从惠州分途进军时，蒋介石和东征军总指挥部，随谭曙卿所率第三师出发。10月20日，部队由惠州启程，过惠阳，经马鞍、平潭，于下午抵达平山。
10月27日，第三师（三千多人）轻敌冒进，在五华县华阳附近，与陈军林虎部1万多人遭遇。
10月27日上午8时，蒋介石由龙寓墟起身，于下午2时半至高墟，忽闻谭曙卿第三师告急。孤军深入的谭师被敌军万余人包围于距华阳10余里的塘湖地区，形势危急。第三师几乎溃不成军，阵线动摇。
当第三师溃退时，蒋介石立即命陈赓去向谭曙卿传达命令，要求三师无论如何都要坚守阵地。时任第四团连长的陈赓因在惠州战役中英勇善战而得到蒋的信任，并被调到东征军总指挥部担任警卫，蒋介石此时也亲自到前线里墟指挥督战。
谭曙卿见令后，亲率部队据守一高地竭力抵抗，无奈谭师大部是收编粤军莫雄师的旧部，素少训练，军纪松弛，经敌林虎部一次侧面攻击，全线崩溃不说，还把总指挥部的人员也冲散了，情况万分危急。蒋介石立即任命陈赓为代理第三师师长，收容溃散的士兵，重新抵抗。
但是军心已散，兵败如山倒，陈赓也毫无办法。蒋介石拔出“军人魂”短剑仰天长叹：“我必须在这里杀身成仁，否则无面目回去见江东父老。”
陈赓见状，急忙上前劝阻：“校长！你是总指挥，你的行动会对这次整个的战争发生影响。这终究只是一个师，而且还不是黄埔训练出来的部队。赶快离开这里吧！我们还可以把部队整一下，再打过来。留得青山在，不怕没柴烧！”蒋介石不知是犹豫不决，还是惊惶失措，总之毫无反应。
这时，林虎的部队逐渐迫近，已快到跟前，陈赓一面指挥部属对追兵进行阻击，一面果断地背起茫然失措的蒋介石就跑。陈赓一口气就跑了几里路，到一条河边，找到了一条船，把蒋介石放在船舱里，架上双桨飞速划到了河对岸，又旋即背着蒋介石退到了羊高墟。
此时，蒋介石才逐渐恢复了平静，头脑里又预感到了潜在的危险。这里虽然枪声稀疏，但仍是逆军的势力范围，一旦周围敌军搜查，蒋介石就会无处可逃。因此，蒋介石心有余悸地对随身而来的总指挥部的军官说：“此地不可久留！要与第一师周恩来党代表、何应钦师长取得联系，求得救援，方是上策！”蒋介石经过左思右想，权衡掂量，最终决定派陈赓前去送信。
陈赓立即更换衣服，打扮成农民模样，带上50块银元，提着一根木棍踏上了路程，凭着他的机智勇敢，终于将信及时地送到第一师师部。何应钦、周恩来立即派出一支部队前往护驾，蒋介石这一夜“夜不安枕”。
28日，未等天明，蒋介石由羊高墟出发，经流坑、秋溪，进抵严前，其间65里，时步时骑，疲劳至极，还未完全从前一天的惊悸中缓过神来。他强打精神，命陈济棠的第十一师和第三师、第一师立即会合华阳，实行反击。三师会合后，首先击溃林虎部，敌1万余人向梅林、安流溃逃。
是日，洪兆麟亲率四五千人由鲤湖、棉湖袭击守卫河婆的第一师第一团，企图将第一团包围，防止第一团支援华阳。团长刘峙于形势危殆中，急中生智，以攻为守，率部突然插入两岸敌军之间，横冲直撞，用机关枪扫射，又发炮遥击洪部预备部队。敌死伤遍野，惊惶失措，傍晚纷纷退却，洪部丧失五千余人，自此失去战斗力。华阳、河婆战役的胜利，使得敌军包围圈被彻底击溃，东征军长驱直入。
蒋介石事后说：“华阳一役，为成败最大关键，其重要性不下于棉湖之役。”它使蒋介石及其东征战事转危为安。蒋介石也自谓“幸仗总理（孙中山）在天之灵，出奇制胜，转危为安”。
当右、中两翼激战于华阳、河婆时，左翼第三纵队于10月28日从老隆出发，强行军100多里，直趋五华。敌军闻风先溃，革命军不战而占华城。第二天，敌军三千多人经岐岭来袭华城，纵队长程潜率队迎击。两军在城西雄牛挨磨对抗，激战6个小时。后来，程潜以五华中学学生为向导，袭击敌背，卒将敌军击溃。31日，该纵队进攻兴宁，将扼守城西拥彗亭和五里亭一带的敌军打败，下午3时，占领兴宁城。11月2日．第三纵队进军梅县，于3日进占梅城。
第一师在河婆取得关键性胜利之后，于11月1日向鲤湖进发，2日，进占普宁，3日，进驻揭阳。4日，何应钦率部进攻潮州，下午，周恩来率政治部人员，先行进驻汕头。6日，东征军总指挥部进驻汕头。
第二纵队张发奎部在攻占紫金之后，奉命开赴南路，参加讨伐军阀邓本殷之役。陈济棠继续东征，由汤坑、高陂进攻，于11月7日进占饶平。
11月中旬，何应钦、谭曙卿、程潜三路入闽，追歼残敌，分别在永定、平和等地，同陈军残部作战。陈军除一小部分随谢文炳进入江西外，大部被剿灭。
陈炯明本人在第二次东征时并不在部队，主力被消灭后，由汕头经厦门去上海，不久到香港组织致公党，被推举为总理。