南征是国民革命军在蒋的指挥下，肃清盘踞广东南部的军阀邓本殷部。邓本殷原是陈炯明的部属，曾任陈系“粤军”第六支队司令。1923年，当孙中山逐陈炯明，在广州建立大本营时，邓本殷“独树一帜”，联合南路各军“宣布自治，保境安民”，并在这个基础上，形成所谓高雷罗阳钦廉琼崖“八属联军”。占领了高州四县，雷州三县，软州廉州四县，两阳(阳江、阳春)，罗定及海南岛全境。面积几达广东的二分之一，兵力最多时达2万多人。
邓本殷积极投靠北洋军阀，并得到北洋政府大批粮饷军械的支持。1925年，段祺瑞明令划分上述高雷罗阳钦廉琼崖八属地区为“特别区”，任命邓本殷为“八属督办”，以对广东革命政府起到掣肘作用。不久，段祺瑞又任邓本殷为“品威将军”。邓私向美国银行团借款3000万元，九折交款，“以建筑琼崖码头、商埠、海港及开发铁路、森林、矿产为交换条件”，邓军在琼崖南路随意掠夺，拉夫抽税，开烟开赌，给人民制造了无穷的灾难。省港大罢工爆发后，邓本殷接受港英政府80万元的贿买，甘为所用，以大批粮食、物资接济香港。邓本殷所盘踞的南路、琼崖地区已经成为实现广东统一的严重障碍之一。只有扫除邓本殷的势力，广东革命根据地才算真正巩固下来。
南征之役，蒋介石授予第四军第十师为主力，担任南路警备，师长陈铭枢为前敌各军指挥。陈铭枢受命后，于10月12日，赴梧州会见桂军将领李宗仁、白崇禧，商定由俞作柏率桂军一部，从广西陆川入粤，向廉江、化州进击；由陈铭枢率第十师、吕光奎部(桂军拨助)、陈章甫部等，集中罗定，向信宜进攻；同时令梁鸿霖所率第四军第十二师，从恩平、阳春方面监视苏廷有部(原是邓本殷部队，已向国民政府输诚)，令苏进攻高州。
上述计划未及执行，苏廷有突然倒戈，反对国民政府。苏还策动梁鸿霖第十二师叛变，于10月18日杀害了该师参谋长郭学云，引诱该团长梁休年、梁翰昭、洪敦耀等脱离革命军，依附邓本殷。10月22日，邓本殷下达《本军对省方作战纲要》，企图趁革命军东进潮梅，后方空虚之机，策师进犯广州。
为适应敌情的变化，蒋介石作为最高军事指挥官，决定改变原定战略计划和战略布置，重新调配兵力，派第十师主力从肇庆移驻江门，力保“四邑”：新会、台山、开平和江门。
24日，邓军苏廷有等部经赤坎，豪昌北上，图取新会和江门，两军于26日相遇于开平单水口展开激战。当时第十师防守单水口一线的，仅有第二十八团1000多人。在团长蒋光鼐、营长蔡廷锴等人指挥下，该团沉着应战，奋勇御敌，击退了进攻普济桥、麦村和许村的敌军，守住了阵地。
第二天(27日)，苏廷有调来援军，并配备旱机枪和大炮，再次猛攻麦村、普济桥和冲击渡村。革命军第二十九团、第三十团加入战斗，共同出击，毙敌营长1名、敌兵百余名，伤敌数十名，缴枪百余支，又一次挫败了敌军的攻势。
28日，桂军吕焕炎部和湘军廖新甲部赶到，革命军于是日趁敌军屡攻不逞、精疲力竭的机会，集中兵力向敌军总预备队出击，一举将敌军打败。次日(29日)，第十师渡河占领公益埠，敌军向台山退却。30日，第三军(滇军)赶到鹤山，军舰“江固”号、“捷号”、“隆安”号等，也陆续开到，逡巡于单水口、公益埠江面。31日，第十师占领台山，第三军进驻开平。至此，单水口防御战取得了胜利，“四邑”局势，转危为安。
当邓军大举进犯“四邑”时，蒋介石率领东征军已平定北江，当他得知粤南邓军攻势凶猛，进窥广州，阳江、罗定、云溪各县业已被占领时，蒋介石即令李济深率独立第一旅及第三十四团回援，并命第十一师待命。后又增兵南路，重新部署兵力，与原南纪部队组成“南路联军指挥部”。任命朱培德为总指挥，朱克靖为总政治部主任。总指挥部之下，分兵4路，以第四军第十师为第一路，陈铭枢任指挥；以第三军为第二路，王均任指挥；以第二军为第三路，戴岳任指挥；以广西军为第四路，俞作柏任指挥。另外，以陈章甫所率新编第二师为右侧支队。10月31日，总指挥朱培德到达鹤山，并下达《国民革命军南路各军作战计划》，命令各部分别从台山、开平、新兴、罗定和广西陆川出发，以期首先肃两阳(阳江、阳春)，然后反攻高雷和钦廉。
部署既定，陈铭枢所部第一路，即于攻克台山之后，向阳江方面追击。11月3日下午，该师到达金鸡圩。第二天(4日)早晨，敌军四五千人在右翼指挥官苏廷有的督率下，分3路围攻金鸡圩。陈师一面痛击正面之敌，一边抄袭敌后，敌被打得狼狈而逃。革命军伤敌百余名，缴枪百余支，并直追溃敌，于当日下午占领那侠，5日占领那龙，6日占领台山和北惯。11月7日，陈师攻阳江，邓军苏廷有部、徐东海部弃城而走。阳江商会派人出城欢迎革命军。陈师即于当日下午进入阳江城，占领了苏廷有的指挥部。
王均所率第二路军，11月2日从开平出发向恩平攻击前进。3日到达圣塘圩。4日早晨该路军向长安之敌发起攻击，于下午占领恩平城。接着经田畔、那吉、第八圩，于8日午后到达阳江城。右翼第三路军没有经过大的战斗，也顺利占领了新兴和阳春。
当南路军分别从台山、开平出发进攻两阳时，邓军徐汉臣部却大举进攻右侧罗定城，压迫驻守该城的陈章甫新编第二师撤退。11月中旬，当革命军连克恩平、两阳后，陈章甫师也于15日举行反攻，驱逐徐汉臣，收复了罗定城。
11月14日，南征军各部离开阳江城，大举南进，征讨高州、雷州、钦州、廉州。
当邓军溃败两阳时，高州为邓本殷亲自镇守。当时，他企图驱兵策应，援救两阳，但俞作柏所率南征第四路军，却已从广西陆川入粤，集中北流镇，进逼化县、高州和茂名。邓本殷唯恐归路被截断，只好仓皇从水东乘船，退回雷州。邓既败走，其部无心恋战，有的奔溃，有的投诚，南征军势如破竹。15日，陈铭枢师抵阳江织NB062，收编邓军姚之荣、洪敦耀部数千人。18日，该师进占电白城，19日进占水东，20日进占梅菉。
是时，邓军陈凤起部在高州踞城顽抗。俞作柏挥军围攻，数日不下。为策应俞军，陈铭枢师于21日由梅NB061出发，经塘口向化县急进。进至塘NB063圩，与败溃之敌相遇。激战移时，敌军不支而退。俞作柏部即于当日攻克高州，第二日，占领化县。
高、化既克，革命军分途疾进，连续占领了廉江、安铺和遂溪，邓本殷只好又从雷州退回琼崖。为顽拒南征军渡海攻琼，邓以北洋政府所委任的“特别军务督办”名义，颁布海南岛水陆戒严令。规定所有入口船只，均须泊留秀英炮台前，施行检查，始准入港。
为此，蒋介石审时度势，决定暂不攻琼，命李济深率所属第十一师、十二师两师负责肃清陆地残敌，第四军俞作柏部与陈铭枢部互相配合，先后打败白沙、公馆、闸利的敌军，于11月30日占领廉州。12月6日，桂军胡宗铎部从广西灵山出发，于7日进占领钦州。钦廉守军申保藩弃军逃往安南，其残部大部分向革命军投降、缴械。至此，南路各地敌人残兵败率基本肃清。
当革命军从两阳进攻高、雷时，第四军军长李济深，奉命率领从东江调回的第十一师(陈济棠任师长)和第十二师(由原第一独立旅改编，陈可钰兼师长，张发奎任副师长，李汉魂任参谋长，廖乾吾任政治部主任)加入南路作战。国民政府调第二军、第三军回原地驻防，而任命李济深为南征军总司令。12月间，第四军集中高、雷一带，一面办理善后、肃清残敌，治匪安农，一面准备渡海，进攻琼岛。
此时，南路各属特别是雷州半岛，在帝国主义和邓本殷的长期统治和压迫下，满目疮痍、土匪如毛、难民蔽野。此场此景，目不忍睹。
蒋介石在对此地情况了解之后，也感慨至深，既对生活在水深火热之中的老百姓顿性同情悯怜，激动之下，提笔着墨，于12月15日，向军事委员会呈上一份《军政改革计划》。企图通过对军队的管理改善、提高素质，从而减少恶气，根除劣质。
蒋介石认为：“统一广东，以巩固革命根据地之目的，今日定可实现矣!然此仍为国民革命之第一步也。广东既定，全国人士之期望于政府者愈殷；北伐实行我革命军所需要之战斗力亦愈大。胜利不可以幸致，北洋军阀固有必败之道，然其军队之抵抗力量，实非陈、林、洪、邓诸部所能比拟，我必于军政之统一，军事之训练，军事之准备，切实注意，尽革前弊积极刷新，而后能完成国民革命之使命也。”
据此，蒋介石就六个方面，即军长职衔应即撤废、全省军制应速确定、军需独立应即实行、军事教育应谋统一、兵工厂应积极整顿、改编军队应加限制等等，向军事委员会提出了改革的建议。
1926年1月中旬，蒋介石命令第四军进攻海南岛。首先渡海的是王鸿饶等率领的别动队和先遣军，他们在琼岛西北岸临高一带登陆，邓军主力纷纷调赴当地布防。
1月17日，张发奎率第十二师从雷州外罗港出发，乘兵舰“平南”号等和200多艘帆船，强渡琼州海峡。下午，兵舰、帆船进入琼岛东北岸的新榄港。邓军据险抵抗，南征军发炮猛击，中敌要害，并令水兵用艇渡过步兵，敌见革命军登陆即纷纷逃走。该师登陆后，即于当夜占领了文昌县铺前市。接着，迅速占领了锦山市、湖山市和琼山县三江市，于19日攻占了琼州府城。
第四军第十一师等也随之成功渡过海峡，登上琼岛。当邓本殷败溃高雷时，段祺瑞应邓之请，派练习舰队司令曾以鼎，率兵舰三艘南下，并委任邓为“特别军务督办。等北洋兵舰抵达海口时，海南早已失守。邓本殷只带得几个随员逃往安南。至此，南征之役取得了完全胜利。
南征邓本殷，南征之役胜利，标志着广东革命政府在经过平商团、二次东征和平杨刘叛乱之后真正实现了广东革命根据地的统一，彻底消除了地方反动军阀在广东的隐患，促进了整个国民革命的大发展。作为此次广东统一过程的最高军事指挥者，蒋介石的政治影响、欲望伴随着军事地位的提高而逐渐强烈化。但是在广东国民政府内部，一种潜在的分化却逐渐明显和公开化。在孙中山逝世后，随着共敌的逐个消除，党内的矛盾却逐渐突显出来。在前线，各种力量互相合作，一致对外，并取得一次又一次的军事胜利，在后方，各主要政要领导勾心斗角，争权夺势，互相拆台。
整个广东统一过程中，几乎每一次都是一次黄埔校军的组建、扩展和整编。黄埔教导团的成立，国民党党军的成立以及国民革命军第一军的整合。到广东统一时，黄埔系军队已初具规模，成为北伐革命的主力军和骨干力量。与此同时，黄埔军的形成过程也可以说是蒋介石个人势力培养的过程。蒋介石与黄埔系通过军事实践更加紧密地联系在一起，在以后的岁月里，黄埔势力真正成为蒋介石政权的“顶梁柱”。