孙传芳由江西逃至南京后，为东山再起，便到天津向奉军张作霖乞援，并欲联合鲁军张宗昌。11月张作霖、张宗昌、孙传芳在天津蔡园协商组成奉直鲁军联合的“安国军”，张作霖任司令，孙传芳、张宗昌任副司令，抵制国民革命军北上，其时张作霖拥兵35万，孙传芳尚有七八万人。
北伐军攻战江西、福建后便部署攻打浙江、安徽、江苏孙传芳残余势力。北伐军兵分三路：中路军总指挥蒋介石，下辖江右军和江左军。江右军总指挥程潜，下辖三个纵队，内含第二军、第六军和独立第二师。江左军总指挥为李宗仁，下辖三个纵队，内含第七军、第十军、第十五军。东路军总指挥为何应钦，前敌总指挥为白崇禧，下辖六个纵队，内含第一军、第十四军、第十七军、第十九军和第二十六军。西路军总指挥唐生智，下辖四个纵队，内含第四军、第八军、第九军、第十一军、第十八军、第三十五军、第三十六军和鄂军独立第一师。总预备队指挥官朱培德，下辖第三军。
1926年12月下旬，东路军由浙江西部东进，第十九军与敌周荫人部万余人战于宁海、宁波。第十九军失利，退至新昌、天台。前敌总指挥白崇禧调第一军第一师和第二十一师入浙增援，1927年1月中旬与敌战于游埠一带，30日第一军所部光复游埠、洋埠、汤溪，敌军退入桐庐、诸暨等地。继而北伐军收复金华、兰溪，追至桐庐。2月8日北伐军攻占桐庐，俘敌8000余人，缴枪6000多枝，28日攻占杭州，2月底荡平浙东，浙江全省光复。北伐军在攻克浙江的过程中，得到了中国共产党地方组织的积极支援和配合，他们为北伐军运送物资，用土枪、土炮牵制和消灭了许多敌人。绍兴工人纠察队与商团巡逻队曾包围、缴械敌军一个整团。奉化溪口农民打击过境溃兵，缴获四五百枝枪和大批弹药。
北伐东路军攻克浙江后，分兵向江苏的松沪、常州和丹阳方向进军。3月21日东路军攻占松江、苏州，逼近上海，此时敌吴淞口之海军宣布归顺国民革命军。上海已是一座孤城。上海工人阶级力量强大，在中国共产党的领导之下，国民革命军北伐以来已举行过两次武装起义。1926年10月浙江省省长夏超在杭州宣布独立，脱离孙传芳，进兵上海。为配合夏超的进军，中国共产党决定组织上海工人起义，但由于组织工作做得不够充分，被孙传芳所调集的大批军队所扑灭。北伐军占领江西九江之后，孙传芳部逃往南京并准备从海上退却，直鲁联军张宗昌也准备进入上海，上海局势十分混乱。1927年2月17日北伐军占领杭州，18日部分北伐军到达嘉兴，在这一形势下，上海工人准备再次起义。18日晚上海总工会发出罢工命令，19日参加罢工的工人达15万人，次日达到36万人，声势浩大空前。孙传芳与帝国主义勾结，制造白色恐怖，大肆屠杀工人，于是中国共产党决定由罢工转为武装起义，但由于在关键时刻白崇禧受蒋介石指使停止进攻上海，党在不少方面工作又不够充分，总罢工没有及时转入武装起义，以致起义再次失败。
事后周恩来赴沪，经过大量的思想工作和组织工作准备，决定举行第三次工人起义。3月21日中午，由周恩来、罗亦农、赵世炎直接领导，上海工人总同盟80万人武装起义，当晚除闸北外，其他各区均被工人纠察队所占领，而后周恩来亲自指挥闸北工人与反动武装搏斗，经过浴血奋战，终于在22日晚肃清了反动武装，在北伐军到来之前解放了上海。
上海解放后，安徽、江苏战场敌军已无力抵御国民革命军北伐，便纷纷缴械投降，北伐军未经重大战斗即占领安徽和江苏。
东路军节节胜利。1927年一二月间鲁军张宗昌所属褚玉璞、许琨部兼程南下，开到南京西南的安徽当涂增援。北伐中路军于2月下旬东进，江右军沿江西彭泽、马垱一线出击，直逼芜湖，江左军自湖北东部向安徽宿松、太湖、潜山一带出击，直逼安庆。在中路军东进过程中，安徽敌军纷纷投降。3月4日敌省长陈调元率两万敌军宣布起义，接受改编，被委任为北路军总指挥兼第三十七军军长。敌王晋部率部接受改编，被委任为新编第二十七军军长，敌刘宝题率部接受改编，被委任新编第三军军长。北伐军顺利占领安庆。3月6日江右军逼近芜湖，敌军闻风而逃，江右军占领芜湖。3月22日东路军占领镇江。3月21日中路军之江右军和东路军分别逼近南京，23日发起猛攻，击溃了麇集在南京的十几万直鲁联军，24日南京终于解放。
至此，国民革命军自1926年7月到1927年3月仅九个月的时间，除两广革命根据地外，光复了湖南、湖北、江西、福建、浙江、安徽、江苏等省，歼灭了北洋军阀吴佩孚、孙传芳的主力部队和直鲁联军一部，取得了北伐阶段性的重大胜利，打破了中国军阀割据的格局，把中国革命大大地向前推进了一步。
北伐军取得阶段性重大胜利的主要原因是因北伐战争是正义战争。当时的中国处在帝国主义卵翼下军阀割据之中，随着民族矛盾和阶级矛盾的激化，国民经济日益凋敝，广大人民群众的生活日益贫困，乃至走投无路，无以为生，于是工人、农民、小资产阶级和民族资产阶级参加到反对帝国主义和反动军阀的革命战争中，北伐战争顺应了时代潮流。北伐战争是第一次国共合作和革命统一战线的胜利。北伐战争之前由于孙中山和共产党人的努力实现了国共两党合作，此时国民党右派的反革命本质尚未充分暴露，国民党仍是一支革命力量，尤其共产党的正确领导和组织，团结和动员了广大工农群众投入到革命斗争中去，共产党员在革命军中屡建奇功，发挥了模范作用。北伐战争所依靠的主要是自己的革命武装国民革命军，他们有较高的政治觉悟和严密的组织，尤其是在中国共产党的反帝反封建民主思想的影响下，他们不怕牺牲，前仆后继，所以在强敌面前能克敌致胜。另外，苏联的援助也是北伐胜利的一个重要因素。
