吳佩孚親率精銳部隊劉玉春、張佔鰲、靳雲鶚等師，兼程南下增援湘中。不料才到武漢不久，汀泗橋敗訊已至，吳大帥席不暇暖，立即從武漢南下，趕至賀勝橋親自部署。他堅信自己的部署萬無一失，向部下自詡說︰“昔以汀泗橋一戰而定鄂，今以賀勝橋一戰而定天下。”
當這位吳大帥在賀勝橋緊急布防時，北伐中央軍第四、七、八軍前方高級指揮官也已齊集咸寧，共商進攻賀勝橋的計劃，會議決定︰攻打賀勝橋的戰役由李宗仁任總指揮，指揮四、七兩軍為攻橋主力，唐生智的第八軍為總預備隊，並調第八軍的何鍵、夏斗寅部自嘉魚渡江，繞攻漢口、漢陽，以拊吳軍之背。計劃既定，李宗仁遂于8月29日令第四軍仍沿鐵路前進，進逼賀勝橋正面，第七軍則出咸寧東北，自王立本攻擊賀勝橋以東地區。此時，吳部大軍也已在賀勝橋嚴陣以待，雙方主力雲集，不惜傾全力作決定勝負的一搏。
30日拂曉，一場惡仗打響了。李宗仁率陳可鈺、張發奎、陳銘樞、夏威、胡宗鐸親臨前線督戰。國民革命軍前線官兵個個奮勇爭先，如萬只猛虎向敵人同時進襲。敵方也恃險頑抗，重機槍、山野炮亂施淫威，戰場上剎時成了一片火海。然而敵人的火力封鎖擋不住北伐軍將士的迅猛進攻，敵之一、二道防線相繼被突破。四、七軍勁旅全力向賀勝橋敵軍正面沖鋒前進，其勢銳不可擋。敵陣動搖，敗兵潮水般向賀勝橋潰退。吳佩孚親上賀勝橋頭督戰，以機關槍、大刀隊排列橋上，凡畏葸退卻的，立被射殺。吳並手刃退卻旅、團長十數人，懸其頭于電線柱上，以示有進無退。
在吳佩孚親自督陣下，敵軍抵抗復又頑強，機關槍掃射，疾如飆風驟雨。所賴北伐軍將士士氣極旺，喊殺連天，李宗仁等高級指揮官也浴身火海，現場指揮，敵終不支，不顧大刀隊阻遏，慌不擇路，落水而逃，一時河中尸體塞流。數萬名兵士因後退無路，被迫向大刀隊作反沖鋒，吳佩孚見大勢已去，奪路乘火車逃命，數千兵士不及避開，被火車壓死。主帥既遁，敵軍潰敗更速。北伐軍將士乘敵混亂，沖過鐵橋，于當日12時攻佔賀勝橋陣地。
李宗仁未作稍怠，率軍乘勝追擊，于31日黃昏進抵武昌城下。吳軍敗兵紛紛從前線潰退下來，趙榮華命令督戰隊揮舞大刀亂砍亂殺，殺得那些兵士們火性大發，有的竟然開槍向大帥專車射擊，打死副官1人，傷了衛士2人。到了這個時候，吳才被迫允許敗兵通過。北伐軍將城團團圍住，李宗仁擬乘敵喘息未定，一舉而下武昌，于是由自己擔任攻城總指揮，陳可鈺副之，連續組織3次攻城。無奈武昌城垣高而堅，護城壕溝又水深沒頂，加上守城敵軍已有準備，閉城死守，抵抗頑強，城垣一時難下。幾次攻城不克後，為減少傷亡，改硬攻為長期圍困，待敵彈盡糧絕後，再行奪城。蔣介石因江西戰事，調李宗仁率第七軍赴贛，北伐軍攻城司令為鄧演達。
第八軍何鍵、夏斗寅部在嘉魚北渡長江，9月6日攻克漢陽，7日續佔漢口，第四軍攻圍武昌，血戰40天，于10月10日全勝攻克。吳佩孚率殘部逃竄豫境，北伐軍乘勝追蹤進據武勝關。葉挺獨立團及其所在的第四軍，在湖北戰場英勇殺敵，為北伐大業屢建奇功，“鐵軍”之稱威名大振。鄧演達任北伐軍武漢行營主任。
吳佩孚逃到信陽後，他手下的心腹大將靳雲鶚又聯合國民軍向他進逼，他不得不退回鄭州。這時，奉軍又以援鄂為名，派大軍殺向中州，顯然要奪他的地盤。吳佩孚這位顯赫一時的孚威將軍，終于把家底全輸掉了，他不得不放棄鄭州，向四川逃走。
當北伐軍在兩湖與吳佩孚主力作殊死戰時，吳曾檄調5省聯軍總司令孫傳芳入湘應援。但孫傳芳其時正打著“壁上觀”的主意，企圖讓吳軍與北伐軍先混戰一場，由自己坐收漁翁之利。不料，北伐雄師長驅北進，兩湖轉眼而定，孫方如夢初醒，急調主力防守江西，另以一路進攻湘鄂，期搗北伐軍側後，進而囊括兩湖。然而，北伐軍對進攻贛省早有準備，不待敵動，先發制人，在兩湖大局初定後，便提前實行佔領贛、皖、甦、浙、閩，以消滅孫傳芳的計劃。于是北伐軍第一、二、三、六軍成為攻贛主力，由蔣介石親自率領，分3路向江西進攻，同時于9月初檄調圍攻武昌的李宗仁第七軍赴贛，充作江西戰場左翼，沿長江左岸東下，進駐陽新，控制長江下游，鞏固武漢，相機進取贛北。
北伐軍右翼軍分自贛江兩岸及贛西地區，向南昌進攻。9月19日，程潛所部的第六軍和王柏齡所部的第一軍第一師，在南昌城內的省署警備隊和工人、學生的配合下，一舉攻下了江西省會南昌。
孫傳芳听到南昌失守後，大為震驚，立即命精銳部隊第一、二、十方面軍從南北反攻南昌。9月22日，雙方在南昌展開激烈爭奪戰，北伐軍寡不敵眾，被迫退出南昌。
9月23日，蔣介石的總司令行營移到宜春，策定了收復江西的作戰計劃，其要點以第三軍全力及第一軍之第一師協力攻南昌；以第六軍主力攻永修，一部策應南昌之攻擊；以第二軍之一部向峽江方面警戒，該軍主力與第一軍之第二師攻取樟樹；以第七軍一部沿長江南岸警戒，該軍主力攻佔九江；第十四軍及第二軍之第五師，攻擊吉安。24日，蔣介石下達了各部之攻擊命令。
李宗仁率第七軍主力進抵橫港，本應由此往武寧與程潛之第六軍會合，不料得報第六軍已不在武寧，該處已有敵軍把守。前面情況不明，後退之路已斷，友軍不知去向，李宗仁恐再前進，地勢于己不利，乃決計放棄進攻九江，改道南下，尋找第六軍。于是全軍舍東而南，翻越羊腸山，向箬溪前進。
李宗仁已探知箬溪有敵軍精銳謝鴻勛部2萬多人駐守，故采“先發制人”戰術，過山後即主動向箬溪之敵展開進攻。敵頑強抵抗，激戰一天，戰況無進展。李宗仁即派預備隊李明瑞部取迂回戰術，自左翼隱蔽地帶向敵陣地右翼逼近，李明瑞部突然出現在敵右後方，並以雷霆萬鈞之勢壓向敵陣，敵全線動搖，七軍將士乘機吶喊沖殺而上，敵軍全面崩潰，分向修水、德安逃竄，七軍將士奮勇追擊，俘獲近萬人，敵主將謝鴻勛重傷後僥幸逃脫，後因傷重，治療無效而斃命。
李宗仁從繳獲敵人文件中發現江西友軍戰況︰第六軍和第一軍第一師曾攻取南昌，得而復失。1軍第1師師長王柏齡棄職潛逃，第一、六兩軍已西撤，孫傳芳軍正在分途追擊中。
李宗仁當機立斷，決冒孤軍深入的危險，繼續率部東進。
10月3日拂曉，第七軍到達德安郊外。德安城南有九仙嶺、金雞山拱衛，城西北有一列崗巒可資防守，地形險要，據守條件十分有利。德安守敵為孫傳芳另一精銳盧香亭部，有近4萬人。盧聞謝部全軍覆沒，即加固了工事，配有鐵甲車數輛，載野炮十余尊，往來巡梭，布防十分嚴密。
李宗仁不惜一切代價，決心一戰。指揮7軍向德安縣城發起攻擊。盧部使用山炮、野炮、機關槍等各種武器，居高臨下，向李宗仁的進攻部隊猛烈射擊，槍聲的密集，炮火的猛烈，較之賀勝橋戰役有過之無不及。7軍將士無一退縮，李宗仁親自上陣督戰。從拂曉至下午2時，七軍官兵傷亡已達2000余人，第9團團長陸受祺陣亡，全團打得僅剩副團長、連長、排長各一人。7軍將士仍然前赴後繼，攻勢未曾稍減。下午6時，7軍左翼之陶鈞團在與敵數次肉搏後，沖破敵左翼，佔據了南潯鐵路橋，並迅速擴大戰果，自鐵路橋南下，向敵縱深陣地沖擊，敵陣線大亂。李宗仁立即指揮所部再次向正面之敵發起猛攻，敵不支，棄陣而逃，渡河溺死者數百，未得逃跑被俘或投降的達數千人，德安落入七軍手中。
南潯鐵路被李軍截為兩段，致使南昌之敵與九江之敵斷了聯絡，贛南之敵失卻歸路。孫傳芳急調九江、南昌守軍反攻德安，已進入鄂東南的敵軍也被迫回援，這樣李宗仁的第七軍不僅在德安予孫軍盧香亭部以重創，而且有力地支援了友軍，挫敗了孫傳芳在北路、中路的圖謀，對九江和南昌的克復亦具有決定性的影響。
李宗仁在德安戰役後，果斷決定迅速撤離德安，尋找最近之敵，迅速殲滅之。當他得知敵軍陳調元、王普兩師抵達箬溪10余里的王家鋪，陳、王兩師是孫傳芳軍勁旅，兩師計有近3萬人，而第七軍因連日苦戰，亦進亦退，將士已極度疲乏，兵員也僅存7000余人。面對強敵，李宗仁再次下定死中求生、堅決殲滅敵人的決心，激勵七軍官兵連續作戰，以快捷、猛烈的行動向王家鋪之敵主動發起進攻。雙方激戰多時，均無法得手，戰至午後，程潛部趕到，合力將敵擊潰。
10月12日，蔣介石親赴南昌南門外，組織圍攻南昌，但連攻3日不克，各軍犧牲重大，蔣介石不得不下令暫撤南昌之圍，撤退到高安縣城設立司令部，命全軍暫行休息，以檢討江西戰場第一期作戰得失。15日，蔣介石制定了《肅清江西計劃》。將江西的北伐軍編為左、中、右3路，自己親任總指揮。左路指揮官為李宗仁，並從武漢調第四軍張發奎師和賀耀祖部湘軍獨立二師統歸李宗仁指揮。右路軍指揮官為第3軍軍長朱培德，中路指揮官為程潛。第一軍第一、二兩師作總預備隊，由劉峙任指揮官。
11月1日，北伐軍在江西開始第2期作戰。2日，左路軍向贛北進攻，再次攻克德安，然後轉向攻取九江。中路軍進攻奉新、安義，肅清了南昌的西南守敵。右路軍肅清了南昌外圍敵軍。隨後，左、中、右3路大軍會攻南昌，8日佔領了南昌。孫傳芳見敗局無可挽回，他急急忙忙逃回南京去了。
11月9日，蔣介石將總司令部移往南昌，命各軍追敵。李宗仁左路軍擔任肅贛北任務。佔領湖口、武穴的賀耀祖師向竄往贛東之逃敵追擊，張發奎部直趨黃梅，截擊陳調元、王普殘部，主力則由白崇禧指揮，在徐槎、馬口兩地截敵，俘獲近3萬人，槍械不計其數。至此，孫傳芳在江西的10萬主力幾乎全部被殲，贛境內殘敵全部掃清。第七軍在江西戰場上屢建戰功，“鋼軍”之稱名聞遐邇，李宗仁也成了蜚聲中外的北伐名將。
馮玉祥一行分乘汽車19輛，隨行百名衛兵，沿張家口至達庫倫大道，于1926年3月22日到達庫倫。
鮑羅廷領著于右任、陳友仁、顧孟余、徐謙、陳啟修等30余人于4月3日到達庫倫，與馮玉祥討論國民黨和國民軍合作的細節問題，鮑羅廷對馮玉祥說︰
“您擁有中國最剛毅的軍隊，口稱救國，但不知您的救國方針具體計劃如何？何時實現？假設您的救國大策優于國民黨，我們可以離開國民黨來助您；假設您沒有，就請您加入國民黨，接受其主義和政策，聯合一致，並計革命的成功，這是我們的希望！”
馮回道︰“我是一個軍人，不懂政治，更沒有具體辦法，耿耿此心，只知道要革命。”
馮玉祥本無參加國民黨的願望，經鮑羅廷這麼一說，面臨抉擇問題，經過一夜的思考，決定加入國民黨。
馮玉祥由庫倫抵達莫斯科，受到莫斯科東方大學和中山大學四五百名學生的熱烈歡迎，使馮深受感動。
甦聯政府把馮玉祥一行安排在富麗堂皇的歐羅巴旅館。馮從未住過如此豪華的大廈，心里老覺不安，要求換一家較小的旅館，未得許可。馮想到國內的戰友正在艱苦地戰斗，面對美肴佳饌，無法下咽，于是自己上街買了些蘿卜、大蔥回來佐膳。
馮玉祥拜會了許多重要的甦聯領導人，如季諾維也夫、加里寧、托洛茨基、拉狄克、伏羅希洛夫等。斯大林其時住在黑海養病，他給馮玉祥寫信說，等他病愈後再行約會。馮感到甦維埃主席加里寧沒有一點官架子，完全像一位樸實的農民。馮玉祥與拉狄克作了長談，他請拉狄克給他講了列寧主義。馮為了表示對甦聯的好感，將本來在德國讀書的兒子馮洪國、女兒馮弗能入中山大學讀書，二女兒馮弗伐入飛機制造廠當學徒工，半工半讀。馮玉祥身邊的人也去基輔和莫斯科的學校學習。
馮玉祥在甦聯期間，先後派劉驥、李鳴鐘、徐謙去廣州，報告馮玉祥已在甦聯率全軍集體加入國民黨，劉驥同譚延 、徐謙、宋子文、孫科等人，協商了馮部和廣東國民政府今後的關系，確定了馮部從北方協助國民革命軍北伐的進行，國民政府對國民軍按照國民革命軍的標準，一律待遇。馮玉祥完全同意。
馮玉祥心情激動，難以成眠，擬訂了一份頗具有革命色彩的中國政治改革《計劃大綱》︰改善人民生活，由國家盡力輔助，使每家最少有1萬元之財產；凡有百萬元以上之產業，百萬元歸其所有，其余則全移歸國家或地方，自願將百萬元以上之數呈國家或地方者，獎勵之；其有逃匿國外或將款私存外國銀行者，則取銷其目標或處罰之；鏟除資本教育制度；
建設須積極向科學化、機器化、電氣化。
甦聯答應支援馮玉祥的國民軍40萬軍隊的軍事裝備。馮滿懷信心地對人說︰“現在有了辦法。”
馮玉祥在甦期間，每周有兩個下午請朱務善、周達文講有關中國革命問題，請蔡和森講國共合作、三大政策等問題。馮頗受啟發，向蔡提出，請蔡做他的老師，同他一起回國，幫助他做政治工作。蔡因在莫斯科另有工作任務，不便離開，即向馮介紹了劉伯承到馮部做政治工作。馮玉祥一再要求共產國際委派劉伯承隨同他一起回到國民軍內，重整旗鼓，東山再起。共產國際同意了馮的要求。
7月26日，馮玉祥離開莫斯科返回。隨馮同行者除甦聯顧問烏斯馬諾夫和中共黨員劉伯承外，還有中共黨員蔣挺松、曾曉園、穆濟波等，他們本是留法學生，後轉入莫斯科東方大學。
馮玉祥在途經庫倫逗留時，得知國民軍已與國民黨發表聯合宣言，很高興。國民黨中央任命馮為國民軍黨代表、國民政府委員及國民黨軍委會委員。
9月16日，馮玉祥到達五原。五原是個人煙稀少、荒涼冷落的城鎮。馮玉祥同國民軍將領鹿鐘麟、鄧哲熙、過之翰、孫岳、方振武、弓富魁、鄧寶珊等一一相見。國民軍此時除原駐甘肅之外的武裝力量，尚不滿5萬人，駐在五原的隊伍僅有張凌雲、弓富魁、徐永昌、方振武、馮治安等部。劉汝明、孫連仲兩部在南口作戰時，傷亡慘重，國民一軍的精銳部隊基本上為韓復 、石友三帶走。方振武所率領的國民五軍還較完整地保存了實力。韓復 、石友三等將領因率部隊西撤，給養困難，乃投靠了閻錫山的晉軍。馮玉祥抵五原後，國民軍各部聞訊紛紛向五原集中，韓復 、石友三等部也相繼歸來。
9月17日上午，國民軍各部將領公舉馮玉祥為國民聯軍總司令。馮遂于中午12時，在五原舉行就職誓師受旗典禮，接受黨旗，宣誓就職，並發表“自我懷抱與獻身革命的信心的宣言”，即《五原誓師宣言》。這在歷史上便是著名的“五原誓師”，馮在誓師大會上宣布成立國民聯軍總司令部，並正式宣布國民軍全體將士集體參加中國國民黨，參加國民革命，當場宣讀了誓詞︰“國民軍之目的，以國民黨之主義，喚起民眾，鏟除賣國軍閥，打倒帝國主義，求中國之自由獨立，並聯合世界上以平等待我之民族，共同奮斗，特宣誓生死與共，不達目的不止，此誓。”于右任代表國民黨中央執行委員會授予國民黨旗，並宣布接受全軍官兵加入國民黨。
五原本是小縣城，馮部大軍雲集，餉糈浩繁，給養維艱，槍械彈藥，補充不易。張作霖將國民軍通向內地的交通斷絕，切斷各種物質供應，使馮軍更加缺吃少穿。部隊因從南口戰役敗退下來，東零西散，但馮親自檢點整頓各部人數、槍數，3日之中即整頓就緒，全軍井然有序，皆大歡喜。顧問烏斯馬諾夫翹著大拇指，稱贊馮是天才組織家。
劉伯承、鄧小平、宣俠父、劉志丹等一批共產黨員在國民軍中擔任政治工作，又有甦聯顧問的幫助，國民軍開始改變愚兵政策，部隊規模和戰斗力顯著增強。
馮玉祥決定取道甘肅，出援西安，而後出潼關，會師鄭州，分兵10路援陝。
國民二軍李虎臣和國民三軍楊虎城部，自1926年2月起被吳佩孚支持的劉鎮華的鎮嵩軍10萬余眾圍困西安達8個月之久，西安城內餓斃者暴尸于市巷，甚至發生了以死尸充饑的現象，實到了易子而食、折骸而炊的絕境。
吳佩孚支持西北軍閥張兆鉀、孔繁錦、吳新佃舉兵進攻駐甘肅的國民軍，企圖抄馮軍後路。國民軍劉郁芬、蔣鴻遇堅決抵抗，猛將孫良誠和足智多謀的張維璽等奮力作戰，一舉殲滅了張、孔、吳等部，並繳獲了大量戰利品及儲藏的糧食與現金，解決了部分軍需，打通了東進的通道。前鋒孫良誠師抵達咸陽，劉鎮華軍棄城逃走，孫軍不戰而取咸陽。
孫良誠下令渡渭河，遂打敗小股敵軍，到達未央宮附近的猴兒寨。孫軍僅1萬余人，孤軍深入，後續部隊一時難以到達，而所面臨的強敵劉鎮華鎮嵩軍有10萬之眾，雙方實力懸殊，與劉軍相持多日，未有成果。時遇連陰雨，數日不停，孫軍官兵淋雨數日，以水泡生玉米充饑，孫良誠放聲大哭，並準備退卻，但隨軍的甦聯顧問堅決反對退卻，孫良誠只好堅持繼續進攻。正在進退維谷之際，馮玉祥派的後援部隊趕到。經一晝夜激戰，敵方因後路被襲，全線動搖，分別向潼關、同州、武關等處潰退。
11月27日，西安之圍被解，孫良誠告捷，馮軍乘勝前進。
在西安城被圍期間，守將楊虎城對李虎臣說︰“如果城破了，我們弟兄倆只有在鐘鼓樓上一同上吊。”馮部將領吉鴻昌率部進城時，令所部官兵將隨身帶的干糧救濟“二虎”的士兵，“二虎”的士兵感動得淚流滿面。被困在城內8個月中，城內凍餓而死的軍民5萬人之多。
西安解圍後，“二虎”舉行革命大祭會，楊虎城獻上挽聯一幅︰“生也千古，死也千古；功滿三秦，怨滿三秦。”
西安保衛戰吸引了10萬鎮嵩軍，分散了吳佩孚的兵力，配合了國民革命軍的北伐。這一勝利，使馮部國民軍士氣大振，扭轉了被動局面，在甘陝兩省站穩了腳跟。馮玉祥滿懷豪情抒詩︰“拼命流血求解放，一往直前不回頭。重層壓迫均推倒，要使平等現五洲。”
馮玉祥同劉伯承及烏斯馬諾夫等于1927年1月26日抵達西安。西安已由于右任改名為“紅城”。馮玉祥視察西安城後，采納甦聯顧問動員民眾打掃除的建議，馮和于右任親自出動，同抬垃圾筐，滿街清理。
馮到西安之前，楊虎城、李虎臣面對白骨壘壘、瘡痍滿目的慘狀和“和平期待會”分子的攻擊，心灰意懶，決心從此離開軍界。馮到西安後，以于右任為國民軍聯軍駐陝總司令，鄧寶珊為副司令。許多善後事宜，需要楊虎城協助辦理。馮托楊的趙副官帶信給楊，信中說︰“惟陝局敉平，百端待理，務請為黨為鄉，勿遽離省，以助右任同志早拯陝西民眾，而利吾黨大計之進行，是所至盼。”
于右任、鄧寶珊又都是楊在靖國軍時的老友，更急于請楊回來。馮玉祥又派姚維藩持函赴渭北找楊，信中高度贊揚楊虎城的功勞，再次懇切地請楊出山，以助革命大業。此後，馮玉祥、于右任又派張之江和共產黨員史可軒等人去三原催促，楊虎城才回到西安。
楊虎城回西安同馮玉祥見面，仍請求“允許其解甲歸田”。經馮玉祥、于右任、鄧寶珊等人幾度敦勸，楊終于接受了馮玉祥委任的國民軍聯軍第10路總令司職，楊虎城的旅改為軍。
馮玉祥在戰斗中收編了不少隊伍，全軍的數額已近20萬人。國民黨政府認為馮已據有陝、甘、寧地盤，遂將協助餉項由每月100萬元減為30萬元，因而餉械相當困難。
