桂系退出广东时，赵恒惕出任了调人，劝陆荣廷宣布广西自治，并愿劝陈炯明勿攻广西，主张两广因“志同道合”而永息争端。10年3月13日陈炯明通电赞成赵的意见，并保证“两广一家，不生兵戎”。3月19日陈又以督军名义（这时西南各省都改督军为总司令）致电广西督军谭浩明，表示愿与桂军“各守边防，毋相侵犯”。
陈炯明向桂系军阀表示友好态度时，正是孙中山主张讨伐“桂贼”的时候。当孙看到陈炯明那些“友好”电报时，大为光火，气得摔了一个茶杯，打算不理陈炯明，派遣唐继尧为“援桂军总司令”，以滇军为骨干，由滇黔进攻广西，自己则亲率一部分效忠的粤军进攻梧州，和滇军会师桂林。
桂系本身也有极大的矛盾，以前桂系占有广东时，广西内部相安无事。因为桂系的能干人物都向外发展，各有局面，各有千秋。现在大家都退回广西，一个贫瘠而落后的家乡，怎容纳得下这么多大脚色。于是问题丛生了：军饷是第一个问题，防区是第二个问题，权力是第三个问题，也是最大的问题。因为权力问题解决，其他问题都可迎刃而解。在桂系中，陆荣廷是顶尖人物，陈炳焜、莫荣新、谭浩明都做过督军，沈鸿英也有做督军的野心，现在一山藏了这么多只大老虎，如何安排呢？
形势上的需要，桂系分成了两派，一派是武鸣派，以陆荣廷为首；一派是柳州派，以陈炳焜为首。两派表示在这大变局中合则存，分则亡，合的途径是武鸣派愿意帮助柳州派向外发展。一方面向北京政府保荐陈炳焜为广西护军使；一方面集中1．5万人在梧州，准备反攻广东，打下广东后即将广东地盘让给他们。
这当然是如意算盘，老实说如果能反攻广东，当时桂系也不会退出广东了。陆荣廷这时的打算是和以前失去广州的龙济光一样，想依赖北京方面的援助，催促北洋派三路出兵“援粤”。这三路是：陈光远从江西出兵，李厚基从福建出兵，另派海军南下。
这时代最有趣的名词便是“援×”，如广东方面要讨伐广西，就组织援桂军，广西方面要进攻广东，也组织援粤军，这里的“援”字就是“侵”字的意义。
桂系除了催促北京三路援粤而外，还要求接济军饷。在北京方面，三路出兵简直办不到，只好支援一批军火，让桂军有充足的械弹以重整旗鼓。不幸的是当这批军火由日本货轮小山丸装运出口时，船还没有开出上海的吴淞港，就被卢永祥、何丰林等予以扣留。
原来皖系这时是暗中和广州军政府有连系的，这就是一次合作的具体行动。
陈炳焜得到陆荣廷的鼓励后，便积极筹备反攻广东，把兵力在梧州集中，这种行动，对陈炯明起了刺激，陈炯明本希望粤桂和平共存，相安无事，现在则是“我不犯人，人竟犯我”。不过他却幻想和陈炳焜成立“粤桂息争条约”。怎知陈炳焜却在梧州宣布为军事戒严区，这很显明地是为了侵粤，因此陈炯明也把西江自肇庆以上宣布为军事戒严区。
不过陈炯明依然对桂系存有幻想，希望陆荣廷会支持他的“粤桂和平共存”主张，可是陆荣廷却宣称：“陈竞存（陈炯明）哪一天把孙文驱逐出粤，我就哪一天和他弃怨修好。”
现在，桂系中最有实力的是沈鸿英，他有42营兵力，他是广西雒容县（今广西鹿寨县境内）人，和莫荣新是亲家，属于柳州派，与武鸣派的马济积不相容，马济是武鸣派的健将，是莫荣新的义子。
陈炯明既不愿意对广西用兵，于是派翁式亮为密使，到广西平乐去见沈鸿英，劝沈驱逐陆荣廷，攫取广西军政大权，宣布广西自治，愿以军费、军火相助。沈鸿英果然被说动，于是答应了陈炯明的条件。
到了6月上旬，曾被粤军收编的桂军残部又在高雷钦廉地区倒戈反粤，接着遂溪、廉江也有民军揭竿而起，沈鸿英又受陆荣廷的拉拢，认为广东有隙可乘，应该向广东发展。6月13日沈鸿英派兵由贺县侵入连山、连县、阳山。北江防军李烈钧旧属赖世璜、李明扬等部都败退到韶关来。当北江败讯陆续传到广州时，陈炯明采取了紧急行动，派第一师师长邓铿为北江总指挥，率军抵抗沈军，并调回第二师师长洪兆麟部保卫广州。
粤桂战火重燃，于是陈炯明乃根据湘粤联防条约，请求湘军出兵进攻桂林，捣袭桂军的后路。陆荣廷也根据多年来湘桂同盟的关系，派林虎到湖南，请求湘军出兵北江，助以一臂之力。这使到尚未恢复元气的赵恒惕为之左右两难，他不希望西南方面兵戎相见，再启战端。于是他发起邀请四川、湖南、云南、贵州四省共同调停粤桂战争，并请广西宣布自治，与西南各省采取一致的态度。
赵恒惕的建议只获得四川的刘湘表示同意，而云南和贵州都没有答复，原来云南的顾品珍因为唐继尧部下胡若愚、李友勋两旅已由迤南开入广西边境，为了共同对付唐继尧，他曾和陆荣廷建立了秘密同盟。贵州卢焘则因为陆荣廷收容了贵州“逃将”王华裔，已派黔军谷正伦、胡瑛两旅开入黔桂边境，与陆荣廷处于敌对地位。因此赵恒惕的四省联合调停粤桂战争的计划遂不能实现。
王华裔是在刘显世失败后逃去湘西，又被假道湘西的滇军赶走，逃入了广西北部。
陈炯明再度被迫作战，他在粤闽边区驻防时，孙中山一再要他率军回粤，他不答应。直到广东的桂系要出兵打他，他才下了决心回粤驱逐桂系。现在他无意攻桂，孙中山怎样敦促他，他总是推三阻四。直到桂军要进攻广东，才迫他顺从孙的意旨，决心讨伐桂系。
6月18日孙中山下令对广西总攻击。6月20日陈炯明出发到肇庆，26日孙发表命令，派陈炯明为援桂军总司令。同一天，陈炳焜部将刘震寰响应粤军，宣布独立，这一来使得陈炳焜、莫荣新、韦荣昌等无所措手，匆匆忙忙地逃往浔州，粤军遂不战而克梧州。孙发表刘震寰为桂军第一师师长。
陆荣廷并不重视梧州的陷落，他叫沈鸿英进攻莫德、三水，又叫林俊廷等迅速由高雷一带北进。这是双管齐下的军事计划，不但可以直接威胁广州，而且可以截断梧州粤军的后路。可是沈鸿英看见形势不利，就不肯接受陆的命令，他暗中请赵恒惕转达陈炯明，愿意宣布自治，履行以前的条约。陈炯明这时不敢相信他了，粤军马不停蹄地向广西深入。北江粤军一路由信都、贺县包抄沈军的后路。一路由英德、韶关向西进攻。从7月3日到8日，信都、阳山、连县、连山都被粤军收复。9日退往贺富山的沈军将领黄自高、沈荣光等联合推举沈鸿英为“救桂军总司令”，宣布广西自治，脱离陆荣廷的关系，与广东采取一致态度。
7月1日孙中山正式下令讨伐陆荣廷，16日粤军乘胜溯西江而上，克复浔州，且以破竹之势占领藤县、容县、北流、平南、贵县。
这时候，桂北和桂西都起了变化：黔军谷正伦、胡瑛两旅沿盆江南下，唐继尧旧部胡若愚、李友勋两旅由迤南开进，李烈钧所属朱培德、杨益谦两旅由湘西开到，都集中在桂西北一带。为了统一指挥，唐继尧、卢焘把他们的部队拨归李烈钧指挥，因此李烈钧号称为“滇黔赣讨陆联军总司令”，准备向桂林柳州两面进攻。
6月27日粤军师长邓铿、魏邦平联名电请湖南出兵桂林，陈炯明也直接电请赵恒惕出兵。7月5日赵派谢国光为援桂军总指挥，赵主张广西问题和平解决，因此他电请陆荣廷自动让出桂林，由湘军进驻，湘军对桂军不采取敌对行动。陆荣廷在四面受敌的情势下，勉强地接受了赵的主张，于是湘军谢国光和罗先闿两旅遂“和平占领桂林”。
桂军在大势已去的情况下，将领们均纷纷通电和陆荣廷脱离关系。
沈鸿英军宣布自治后，各地桂军纷纷响应，7月12日桂军旅长贲克昭在柳州自称柳庆救桂军总司令。14日桂军统领秦步衢逐走了陈炳焜和桂林镇守使李祥禄。自称桂林救桂军总司令。韦荣昌、刘达庆、韩采凤在贵县陷落后，也都宣言“自治”。
陆荣廷于7月16日通电下野，距孙中山下令讨伐正好半个月。他下野后把政权交与沈鸿英，并令龙州镇守使黄培桂移驻南宁，代理督军、省长两职，他自己偕同谭浩明由南宁逃往龙州。
北路粤军认为沈鸿英的宣布自治是诈降，是拖刀之计，因为沈军宣言与陆荣廷脱离关系，要求粤军勿前进，而陆则把一切力量移交给沈，所以不接受沈的要求，继续进攻。7月24日沈军退出贺县、富川。而这个时候，正是湘军开进桂林。同时滇军李烈钧亦奉孙中山命将滇军、黔军、赣军统一指挥。滇军杨益谦、朱培德，黔军谷正伦，赣军彭程万各部分途出击，唐继尧所部的滇军先遣司令官胡若愚率部由湖南洪江经三江口直捣桂林、柳州，并以滇军旅长李友勋部由贵州经独山，进攻广西庆远。桂军韦荣昌、林俊廷、刘达庆、刘炯宇、李祥禄等都退到柳州。
8月3日湘军由桂林撤走，沈军接收桂林。胡若愚会同粤军第二军旅长吴忠信及赣军彭程万等部围攻桂军。胡若愚奋不顾身，勇往直前，所部前仆后继，以寡胜众，终于击溃了沈军。
8月13日胡若愚攻克桂林，沈鸿英退守永福。
另股滇军李友勋改道直逼柳州。柳州桂军表示愿意停止战斗，接受改编，并向南宁退走。陈炯明派桂军的韦荣昌、黄培桂负责改编桂军事宜。8月5日韦荣昌等迎接粤军和平开进南宁，可是陆荣廷还在龙州纠集残兵败将准备作困兽斗，幻想北方直系会派兵由湖南南下援助他。
8月11日孙中山派马君武为广西省长，派陈炯明为广西善后督办。
9月30日粤军攻克了桂军的最后据点龙州，首先入城的是魏邦平部，桂军残余部队非降即溃，陆荣廷只身逃往安南，广西全省遂告底定。
讨桂各军一部分撤返广州，准备北伐，孙中山特召集粤军将领、内河舰队及飞机队管带训话，慰勉有加。孙说：“此次粤军进攻广西，不到一月就把桂系荡平，乃将士用命所致。现在两湖已发生战争，当出兵北伐，统一中国，北伐之举势在必行，偏安一隅，只能苟全，而非久安，希望将士用命，戮力北伐。”
10月8日孙中山向广州国会提出北伐案，获得通过。18日在广州举行北伐誓师典礼。
孙中山以粤军及滇军联合力量讨平广西后，便决定由桂林取道湘省北伐，偕胡汉民、许崇智等离广州，沿西江入广西。在广西沿途巡视，经三水至梧州。在梧州时曾向国民党员演讲，孙说：
“梧州的革命党部甫告成立，今天各位出席成立大会，人数虽只是二百人之谱，可是革命不在人多，如果要使广西永远成为革命党的基地，机关枪、过山炮都不可能，唯有革命主义才是力量的源泉。我们必需要把革命真理传播出去，这个责任就在各位身上。如果我们成功了，中华民国就会得救，就会富强。如果我们失败，将来陆、谭、马、莫诸强盗就会卷土重来，广西数百万人民又将沦为奴隶了。”
这时候陈炯明率部驻防南宁，他仍反对北伐。孙中山曾电促陈出兵，陈置之不理，且屯兵不进，扬言至少半年内是休养整训的时候。孙无奈，只好移樽就教，在赴桂林之前，亲往南宁防陈，向其劝告，孙说：“你应该支持我北伐。从利害观点论，我北伐后，如果成功，中国统一，我当然不会再回广东来。如果不幸而失败，我又有何颜回到两广。所以我北伐后，两广一切全权由你主持，不过请你不要阻止我北伐，并且请切实接济饷械。”陈口头唯唯，心中并不谓然。不久奉孙中山命回广州筹备北伐饷糈，可是他私心重于一切，回粤后积极推行把持两广的阴谋，先把广东省的财权切实掌握，同时和省议会密切连系，进行起草省宪，而对北伐态度非常冷淡。
孙中山在南宁时曾对群众大会演讲“广西善后方针”：
“我是第一次到广西，所以也是第一次到南宁，……大家都知道广西是个贫瘠的省份，可是这次溯江西上，所见两岸都是肥沃的平原，甚至山林丘壑也都苍蔚，因此我发见所谓的贫瘠，并不是真的贫瘠，而只是人事未到而已。”
于是孙中山就开发利源建设地方，兴借外债，修筑铁路，开矿山，树农场，建工厂等项大为发挥，使听众耳目一新，认为是闻所未闻。
孙中山然后从南宁折返梧州，再由梧州沿漓江过昭平，沿途系乘帆船溯江而上，从昭平至阳朔，路更险峻，梧州阳朔间虽然才450里，可是就走了16天。孙在阳朔发表演说：
“阳朔是块好地方，万山环绕，遍地膏腴。无知识人的以为这是土瘠民贫，可是却不知道奇峰耸峙的高山，都是石灰岩层的蓄积，可以烧石灰，可以制水门汀。所以别人认为阳朔是不毛之地，我则认为阳朔遍地都是黄金，所以我们应该拟定一套计划，把蕴藏在石灰岩层中的煤、铁、金、银、铅、水银诸矿，大量开发出来。”
孙中山在阳朔没有停留，即由阳朔赴桂林。
孙中山为了北伐，积极整理军队，组织大本营。当时在桂林的部队有粤军第二军许崇智部、福军李福林部，同时委派朱培德为滇军总司令、彭程万为赣军总司令、谷正伦为黔军总司令、李烈钧为大本营参谋长、胡汉民为文官长。
12月4日上午5时，孙中山偕许崇智、胡汉民等由拓本圩登陆，11点55分抵将军桥（距桂林城五里许）。桂林各机关团体各界人士均鹄立道旁欢迎。抵欢迎场时，典礼队的炮队在郭家山对面鸣放礼炮101响，孙入欢迎亭，欢迎人士脱帽举旗致敬，并欢呼：“新广西万岁！”“中华民国万岁！”“中华民国大总统万岁！”还高唱一首欢迎歌。
12月7日桂林军、政、学76个团体举行盛大的欢迎会，欢迎孙中山，孙发表专题演讲，讲题是“三民主义为造成新世界之工具”。孙说：
“本大总统这次誓师北伐，经过桂林，借这个机会能够和诸君见面，可算是一段大因缘。诸君今天来欢迎本大总统。本大总统更希望诸君来欢迎民国的主义，革命的道理。那就是革命党主张的三民主义。本大总统是主张三民主义的发起人，三民主义如果能够实行，民国才可以建设得好。”
接着孙便就三民主义的内容、价值详为缕析。
12月9日桂林的学界举行欢迎大会，孙中山莅会演讲
“知难行易”，反复发挥“知之维艰，行之非艰”的道理。
10日下午1时，粤、滇、赣三军全体军官1000余人在总统行辕开会欢迎孙中山，各界绅民凭入场券列席。中山莅场，由赣军总司令彭程万宣布开会，赣军参谋长宣读颂词，孙登台讲述“军人精神教育”历时一时半。李烈钧、胡汉民、许崇智及前四川总司令吕超相继演说。
孙中山命令广西省长马君武注意地方治安、整饬吏治、肃清土匪、约束士兵。
13日电云南总司令顾品珍嘉慰。
10年12月15日，孙在桂林发出通电，宣布徐世昌卖国，电云：
“山东问题，徐世昌久欲与日本直接交涉，只因国民监视綦严，不敢肆行己意。今竟借华盛顿会议，派遣代表赴美，以英美两国劝告为词，悍然与日本直接交涉，而无所忌惮，实属罪不容诛！本大总统以救国讨贼为己任，除竭力主张无条件收回山东一切权利，废除廿一条款外，特宣布徐世昌及其党羽卖国奸谋。凡我国民，其共起诛之。”
蒋中正于12月22日应孙中山召赴桂林，先抵广州，即在旅馆及舟车中草拟北伐作战计划书。
就在蒋抵穗时，北方一位传奇人物徐树铮也到了广州，小徐的南下，表示皖系要和国民党合作打倒直系。当小徐抵穗后，孙中山即自桂电令廖仲恺、汪兆铭和蒋中正为代表，与小徐密商联合打击直系的军事计划，电云：
“兹请两兄及介石为我代表，与切商军事之进行。现我军决于旧历年后用兵，希望皖系策应，使直系更无归路。自来战略因于政略，吾人政略既同，斯为南北一致，以定中国，其庶几也。”
23日电广州总统府秘书长谢持，转促蒋即偕戴传贤来桂林。
蒋遂于11年1月3日离广州，经三水、梧州、昭平、阳朔会同吴忠信，于18日抵达桂林。30日蒋约文官长胡汉民赴大本营谒见孙中山，商决出师北伐的日期，并决定将大本营移设韶州。
2月3日孙中山以大总统名义下令北伐，命李烈钧攻江西，许崇智出湖南。12日张作霖派代表李绍林到桂林晋谒孙，商讨合作计划，以便南北夹击曹、吴。20日段祺瑞亦派代表周善培到广东。
这就是后人所谓孙、段、张三角联盟的开始。