九月中旬，陳炯明任總指揮，令劉誌陸統兵分三路向東江進攻，左路謝文炳率部進犯海陸豐；右路軍林烈直搗老隆、河源；中路由五華進發，會同左右路軍。關鍵時刻，曾投降東征軍的楊坤如，在陳炯明利祿的誘惑下，重又反叛，悄無聲息地占領了戰略要地惠州。
由於東征大軍為確保廣州大本營的安危，部隊已經撤防，使得陳炯明的主力部隊如入無人之境，得以長驅直入，僅僅幾天就占領了潮州、梅州和東江一帶。叛軍部隊得手後，加倍瘋狂，使還沒喘過氣來的粵東百姓，轉眼又陷入戰火之中。
陳炯明得誌更猖狂，由於他給養充足，又在當地魚肉百姓，叛軍官兵們得到甜頭，士氣正旺，便借此向所挾叛軍下達進攻廣州的命令，並揚言，進駐廣州城後，放假二天。“放假”是大搶劫的暗語。叛軍多是雇傭性質，聽到總頭領的許諾，也是瘋狂有加。情況十分危急。
坐鎮廣州的汪精衛，召開了非常軍事會議，經過幾番政治、軍事風雨的蔣介石，這回該唱主角了。蔣介石利用廖案“流放”了胡漢民，攆走了許崇智，充分顯示他的才能。對付汪精衛，蔣介石手裏還有—張王牌，那就是孫中山在去年寫給他的—封信，信中說：“為擔負非常的任務，革命委員會應該立刻成立，不過，這個委員會或許不讓汪精衛參加進去，按照他的性格，他喜歡妥協，解決問題也不夠果斷……如果局勢未能支持住並遭失敗，我們應該快刀斬亂麻，而不要看到我們勝還是敗。目前的革命委員會就應該作這種準備，而為此，汪精衛是不適宜的。”
蔣介石認為汪精衛是個有名的左派，無論是國民黨還是共產黨、或是黨外，口碑很好，如果急急就把總理這封信拿出來，弄不好會引火燒身的，但他想到，讓這封信就藏在保險箱內，發揮不了應有的作用，便私下旁敲側擊，把孫中山給他這封私人信件，暗示給汪精衛。汪精衛是個非常虛偽的人，他倒不怕蔣介石拿這封信在黨內破壞他的威信，因為黨內的同誌也都知道，形勢是多變的，政局亦是如此，昨天的敵人就可能成為今天的朋友，總理這封信顯然是針對時局，他隻是怕蔣介石借題發揮，讓他麵子不好看，便裝聾作啞，在國民黨政治會議上提出第二次東征，並任命蔣介石為東征軍總司令。這就是說，蔣介石的軍事權力已經達到國民政府的頂峰。
躇躊滿誌的蔣介石，立刻著手作戰方案，並啟用得力的軍官。
作為二次東征總指揮的蔣介石，為應付多變的戰局，將部下分為三個縱隊，以何應欽為第一縱隊長，轄第一師、二師等部，沿東江右岸向響水、博羅前進，直攻惠州；以李濟深為第二縱隊隊長，轄十一師、獨立第—旅、第十二師三十四團及潮、梅留守部隊，沿東江左岸向淡水、馬鞍前進；以程潛為第三縱隊隊長，率部分部隊，協同第一縱隊向博羅附近前進。
作戰計劃完畢，蔣介石在大雨中下達了出發令。東征人馬，與陳炯明叛軍不同，多是有革命理想的官兵，他們為了捍衛自己的革命成果，隨時準備為國殉身。第一縱隊隊長何應欽，字敬之，原籍江西，生於貴州興義，時年二十五歲，正是年輕有為。他早年留學日本，先入振武學堂，後考入士官學校步兵科，並在日本加入了同盟會。辛亥革命後，投靠了上海陳其美。二次革命失敗後，何應欽又去了日本，完成士官學校的學業，歸國後，任黔軍團長、旅長，後升至黔軍參謀長。孫中山回師廣州後，何應欽任大元帥府參謀長，黃埔軍校成立後，由蔣介石推薦，為軍校戰術少將總教官。這次東征受到蔣介石的重視，二十五歲的何應欽，心情很是不平靜。
得令後，何應欽率一縱隊，攻打最為堅固的惠州城。
惠州也是陳炯明的老窩，此戰役有一錘定乾坤之味道。
惠州城形同天險，三麵臨水，一麵臨山，城門高十餘米，湖中有堤壩直通城門。蔣介石隨同第一縱隊作戰，第一師移駐博羅後，二師攻打惠州城北門。總攻命令下達後，蔣介石同何應欽到第三師陣地飛鵝嶺嘹望惠州城。此時，攻城部隊已經準備完畢，由六百五十名士兵組成。在兩門野炮和二十多挺機槍的配合下，攻城部隊力圖衝進北門，但敵守軍利用手榴彈和密集的輕重機槍將攻城部隊的五次衝鋒都壓了下去。一個團的營長和連長都中彈身亡，隻剩下預備隊，何應欽不得已隻好下達撤退命令。
蔣介石異常沮喪，在臨時指揮部來回踱著步子。此時，指揮部內有入主張迂回，放棄攻打惠州。正在蔣介石猶豫不決時，第一師黨代表周恩來趕來了。
蔣介石對周恩來說：“恩來，你來得正好，我軍在惠州城下已經損傷多半，多數人認為惠州不易拿下，如此硬攻隻等於以卵擊石。你的意見如何?”
周恩來走到圖前，堅定說：“我認為必須拿下惠州。這座城池是東征的最大阻礙，如果不將此攻克，不必說影響到其他兩個縱隊的前進，而且勢必留下後患。我的主張是，要不惜任何代價，用野炮和輕重機槍掩護，發起攻擊。”
蔣介石沉吟片刻說：“我同意恩來的意見。敬之，你做準備，要盡快拿下惠州。”
周恩來說：“守軍本是叛軍楊坤如，他的士氣不會太高漲，如果我們能有一人衝上去，勝利就是我們的。”
周恩來言罷，留在三師，在前沿指揮作戰。
何應欽再次下達攻城命令，東征軍冒著密集的槍彈，前仆後繼，終於攻下惠州城。第三師第四團率先進入惠州，俘敵四千餘名。其餘殘部在楊坤如的帶領下，由柏田向平山潰逃。革命軍攻克惠州，士氣大增，叛軍雖然失去惠州，可殘餘勢力仍然很強大。海豐方麵有洪兆麟、謝文炳部五千餘人；河源有翁輝庭部三幹餘人；埔心有黃業興部三千餘人；紫金有黃任寰部兩千餘人，而李易標和劉誌陸部也分別活動於高潭、阿婆、河田一帶。東征軍攻下惠州後，又分三路，右路第一縱隊經海林出海豐；第三縱隊為中路，經平山出三多祝；第三縱隊為左路軍，經石公神出河源。
第二縱隊為中路軍，由李濟深統轄，驅逐庵墟之敵後，又轉向藍塘。這時，叛軍林虎、劉誌陸、李易標等部一萬餘人，也由藍塘向新庵墟進襲，試圖切斷中路軍。李濟深，字任潮，廣西蒼梧人，少年時入廣東黃埔中學，後入北京陸軍大學，參加孫中山先生的北伐軍後，就任師參謀長，代理師長，現為黃埔軍校教練部主任。而立之年的李濟深，也是首次率重兵，他領著中路縱隊在熱湯和叛軍遭遇，展開了拉鋸戰，雙方爭持不下，各有傷亡，激戰至次日拂曉。適值革命軍第十一師陳濟棠部趕來，抄了叛軍後路，而且潮梅部分留守部隊也來增援，終將敵人打退，占領了藍塘。三天後，革命軍迅速擴大戰果，攻克了紫金。
右路軍幾經苦戰後，打敗了洪兆麟、謝文炳部，克複了海豐，進抵河婆。左路軍在程潛的指揮下，策應右路軍，擊退河源之敵人，又向老隆、五華進軍。左路縱隊隊長程潛，字頌雲，湖南醴陵人，十六歲中秀才，後在長沙城南書院和嶽麓書院求學。不久，他考入湖南陸軍講武堂，後被保送到日本留學，初入振武學校，又考入日本陸軍士官學校第六期炮兵科，與李烈鈞、唐繼堯是同學，也是蔣介石的學兄。在日本留學時，加入了同盟會。畢業後，程潛先在四川訓練新軍，後受同盟會委派，任長江上遊聯絡員。辛亥革命發生，程潛南下武漢，協助黃興守漢陽，失守後，程潛回到湖南。二次革命後，湖南宣告獨立，程潛任軍事廳廳長，失敗後，遂亡命日本，入早稻田大學政經係學習。袁世凱稱帝後，程潛歸國，欲加入蔡鍔的護國軍，但到昆明後，蔡鍔已經出發，唐繼堯、李烈鈞提議委任他為護國湖南招撫使，並撥少數部隊，讓他到湖南發展。程潛從昆明出發，經貴州到達湖南南靖縣，實力得到迅速擴充，就任湖南護軍總司令，並向長沙進軍，很快趕走了北洋軍閥湯薌銘，但當時因為湖南軍閥趙恒惕擁護譚延闓回湘，他憤而離開長沙，轉道上海。次年，程潛被孫中山派往湖南，策動湘軍第一師第二旅參加護法，反對北洋政府，任湘南總司令，駐守衡南。兩年後，被吳佩孚擊敗，退入廣東韶關。孫中山在廣州就任非常大總統時，陳炯明被任命為陸軍部長，程潛任次長。在陳炯明叛變時，程潛堅決站在孫中山一邊，並冒險當說客，勸說陳炯明不要阻止北伐；陳炯明叛變後，程潛隨孫中山登艦應變，旋奉命為討逆總司令，征軍入援。叛軍重被趕出廣州後，程潛被孫中山任命為軍政部部長。由此見出，程潛也是老資格的革命軍軍官。