龙潭失守时，白崇禧适因公至无锡，据报后即一面令驻镇江第十四师师长卫立煌就近增援，一面电第一军第二师师长刘峙、副师长徐庭瑶速向镇江集中。
  北伐军各路奉命驰援龙潭，卫立煌的第十四师因受镇江附近防区内孙军渡江部队的牵制，未敢移动，迨将该处孙军解决后，即率四十一团赶赴龙潭，抵达时天已入暮，遂乘夜向龙潭车站的孙军袭击，而龙潭车站西南一带高地尚在北伐军第廿二师第六十四团手中，正与孙军相持，卫师突自敌后出现，孙军猝不及防，一时惊溃，龙潭遂告收复。北伐军第一军第二师副师长徐庭瑶于常州车站接到白崇禧电令，即向镇江前进。27日傍晚抵达龙潭车站，正遇到孙军向龙潭激烈反攻，乃立即参加战斗，孙军攻势猛烈，前仆后继，北伐军虽拚力防守，但不能压制孙军的攻击，双方伤亡均极惨重，当天下午白崇禧至镇江督师，并大举向龙潭增援，但孙军亦增强兵力，至28日晚，在南京的军事委员会忽接白崇禧自镇江经由上海无线电台转来的俭电云：“敌向龙潭反攻甚急，请以第七军速向龙潭方面之敌跟踪追击，俾与东面之第一军部队夹击”，始悉龙潭方面孙军仍在反攻。
  8月28日午夜龙潭再次被孙传芳军所攻陷，自龙潭退出的北伐军卫立煌师和徐庭瑶率领的第二师均向南京城集中。南京军事委员会常委何应钦、李宗仁两总指挥，认定孙军主力在攻占龙潭，乃飞调第一、第七两军主力由东西两面会攻龙潭，并急电在芜湖的陈调元军，在采石矶的贺耀祖军，在慈湖镇的叶开鑫军，在青阳的王普军，在大通的夏斗寅军分别担任长江上游的防御部署。并令海军司令陈绍宽派舰游弋于八卦洲、划子口、大河口、乌江镇等处以截阻偷渡的孙军。
  白崇禧在镇江坐镇，28日下午第二师师长刘峙由上海赶回镇江，白即命刘乘原火车向龙潭增援，所有前线部队概归刘峙统一指挥，刘于当晚8时到达下蜀与龙潭之间的山口村东端，其所乘火车与由龙潭车站撤出之火车相撞，同时出轨，刘峙撞伤头部，官兵死伤200余人。刘峙带伤以电话询问在龙潭坚守的卫立煌，则电话已告不通，询诸相撞火车上之官兵，始悉龙潭已被孙军攻占，大部分守军向龙潭西南方沿南京大道撤退，刘峙一方面向白崇禧报告，同时即在山口村附近布防。
  孙传芳军自8月26日起渡江南侵，昼夜偷渡，迄29日夜，孙军渡江部队均聚集龙潭，有第二、第四、第七、第八、第九、第十、第十一、第十三、第十四等十个师及第十五、第廿七、第廿九、补充第一各混成旅约达5万余人，据守龙潭以西之黄龙山，及南面之青龙山、虎头山，东面之大石山、雷鼓山各险要。孙传芳本人亦亲自坐镇龙潭水泥公司督战，拟以一部分向东南两面发展，以主力进迫南京。
  8月29日夜，白崇禧以电话告诉刘峙，谓已电请南京方面的第一军部队和第七军部队于8月30日拂晓反攻龙潭。刘峙奉命后立即部署。而南京方面第七军副军长夏威率领第七军和第十九军自栖霞山展开攻击。何应钦则在东流镇准备反攻，以卫立煌为前敌总指挥，右纵队由徐庭瑶指挥，左纵队由陈诚指挥，预备队由楼景城负责。
  8月30日凌晨革命军第一军第二师部队正拟转移攻势，孙传芳军突然发动全线总攻，来势甚猛，刘峙亲赴前线指挥。正危急间，适值独立第五十八团由团长桂永清率领赶来支援，稳住阵脚。南京方面的北伐军于30日午前7时发动攻势，孙军虽在各面反攻甚烈，但革命军之全线部队已能互相联系，渐成自东、南、西三方面包围。不过孙军据黄龙山、青龙山、虎头山、七星观一带山险，深得瞰制之利，坡急势峻，革命军仰攻甚难。孙军寸土必争，孙传芳及其所部高级将领均在龙潭督战，北伐军浴血奋进，逐一攻克青龙山、虎头山、七星观。一部分革命军突入龙潭镇街市，孙军乃仓皇向江岸溃退，当日午后5时完全克复龙潭。
  31日午前5时，革命军正部署追击，孙军忽发动猛烈反攻，尤以对水泥公司及龙潭车站攻击最烈。这时何应钦及白崇禧已会合于龙潭，身临敌前，督率指挥，以第一军急行迎击，以第七军的一部自龙潭沿铁道向侵入水泥公司的孙军侧面压迫，至上午8时前，孙军遂向方家坝、袁家巷、花家荡、常天寺、小洲田、西老圩、舟子桥一带溃退，革命军分左右两翼追击，并以第三师师长顾祝同为总预备队。
  31日午后2时，渡江之孙军除一部分逃回北岸外全部就歼。
  这就是辉煌的龙潭之役。孙传芳军渡江进攻的不下六七万人，被俘孙军官兵3万余人，师旅长以上高级军官数十员，枪支4万余，伤亡无数。北伐军伤亡亦达8000余人。革命军押运俘虏者每千名俘虏仅配枪兵数名，既无火车运送，又无给养，因此孙军俘虏乘机逃逸者极多。
  在龙潭会战时，北伐军即拟渡过江北，袭击孙军，并截击其退路，但江岸孙军广布，渡河材料亦形缺乏。龙潭大捷后孙军狼狈逃窜，国民革命军军事委员会遂于9月2日电令第一、第三两路军之一部渡江作战略上的追击。孙传芳军自龙潭败阵后仓皇北退，除一部分向津浦路乌衣、滁州溃退外，其主力均由六合，天长一带经扬州沿运河退却。孙传芳本人则化装为士兵，乘小轮到扬州，一面令其十四师师长刘士林在沿江收容溃军，一面以第四师、第七师、第八师及第十五师混成旅等部驻守扬州、高邮一带，然后即匆匆率第十师师长郑俊彦等共约五六千人，经淮阴、泗阳、宿迁，向徐州退却。兵败如山倒，孙传芳军亦不例外，北伐军渡江追击时，浦口孙军已闻风而遁。
  9月上旬北伐军追奔逐北，追击部队区分为三部分，右翼军以第十八军军长杨杰为指挥官，中央军以第四十军军长贺耀祖为指挥官，左翼军以第卅三军军长柏文蔚为指挥官。
  右翼军在杨杰指挥下，以第卅一军九十二师为右纵队，以第十四军为中央纵队，以第十八军为左纵队，自镇江附近渡江，向运河沿岸追击前进；自江阴附近渡江，分向泰兴、兴化、涟水及东台、盐阜一带追击。因各军曾奉杨杰通知，均须携带20日之给养，购军需时，渡江材料又不充分，延至9月6日以后始得渡江前进。其左纵队之第十八军进展最速，自渡江后，9月7日首将占据泰州、扬州、仙女庙一带之孙军击破而占领之，继即乘胜长驱，连克高邮、宝应各城，并于9月11、12两日，紧蹑孙军梁鸿恩、陆殿臣两部之后，先后大破之于淮安、淮阴一带，俘获3000余人，克复淮阴。右、中两纵队，亦进展至阜宁、涟水等处，即于阜宁、涟水、众兴、泗阳之线停止。
  中央军之新编第十军，先于9月6日拂晓，由采石附近渡江，北岸孙军竭力顽抗，该军奋勇强渡，抢登彼岸，乘势向和州进攻，即占领之，同时第四十军之先头部队，亦渡至浦口，即以新编第十军向全椒进展，于10日攻克之，遂与第四十军协同进占滁州，嗣因左翼军进展迟缓，即于张八岭附近与明光之敌对峙。
  左翼军各部队自合肥剧战后，前有孙军之顽抗，后有武汉上游之压迫，且其中之第十军、第十一军，均新易统帅，给养尤感困难，行动不免迟滞，致未能如期进展，故此次之追击，实际作战者仅中央军及右翼军而已。
  二五四、蒋中正的下野与复职
  16年6月下旬，北伐军扫荡鲁南。张宗昌、孙传芳重新整顿，于济南会议决定乘革命军兵力不能兼顾之际，反攻徐州。张宗昌之白俄军乘铁甲车猛攻，北伐军虽英勇抗御，终难扭转形势，7月24日退出徐州。
  蒋中正为了实践徐州会议时的诺言，遂于民国16年8月12日宣布下野。
  随同蒋中正离开南京的，有胡汉民、吴敬恒、蔡元培、李石曾、张静江等。蒋中正离京后先至上海，再转返原籍奉化。
  蒋中正于9月28日自上海动身赴日本，曾在东京发表告日本军民书：
  “不佞来游，虽为日尚浅，而观于贵国国民对中华民族之观念，无彼我之别，充满平等之精神，已得极亲爱之印象。贵我两国之关系，孙先总理常以兄弟之国相许，相信贵国国民希望中华民族之自由与独立，必较他国为更切也。然则贵国朝野如彻底谅解我国民革命运动，对之与以道德上精神上之援助，不利用举国民所痛愤之军阀，以阻挠国民革命之进行，斯即对我国民革命运动为莫大之助，同时且为两国根本亲善之要谛也。如是国民革命之完成，得使两国益加睦辑，俾贵国在东亚之地位益形安泰。同时或得以贡献于世界之和平乎！三民主义之国民革命，于民族历史上革命精神上抑于世界思想趋势上，必可完成。无论如何之强权，必不得永久抑压阻挠之也。”
  1月10日下午1时3刻蒋中正由日本返抵上海，国民党第二届中央执监委员乃齐集上海，于12月10日召开第四次全会预备会议，通过复任蒋中正为国民革命军总司令，阎锡山、冯玉祥等亦推代表至上海促驾，国民党更吁请汪兆铭发表宣言出国考察，并解散特别委员会。
  元月4日，蒋中正由上海返南京，5日宣告复职，重组国民革命军总司令部于南京三元巷。通电昭告全国，继续行使国民革命军总司令职务，除政治、党务追随中央诸委员共同负责外，同时秉承中央指导，专司军令，俟北伐完成，即当向中央正式解职以谢去年弃职引退之罪。