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。我们必须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，亲往南宁访陈，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，同时和省议会密切联系，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。无知识的人以为这是土瘠民贫，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。孙中山进入欢迎亭就座后，即接见欢迎的人士，陪同有李烈钧、许崇智、胡汉民等各省代表，欢迎亭设在将军桥口亭之前，以松针扎成，横额是“以党治国”，左联书“三民主义”右联书“五权宪法”，欢迎场布置壮丽，各种旗帜，灿烂夺目。欢迎的军队约三万余人，成四行纵队，粤、滇、赣军鱼贯过欢迎亭致敬，旋于下午1时排队入城，军队前导，各团体欢迎人群随后，由南门大街经鼓楼底，越十字街转后库街，抵达大总统行辕，行辕设于旧皇城桂王府。孙中山乘肩舆，服平民装，胸口佩一党徽，精神矍铄，桂林市民夹道瞻仰。晚上在总统行辕楼上观览各界举办的提灯晚会，各式各样的提灯，孙中山大为赞叹。后来又上紫金山俯瞰全城夜景，并观赏烟火，山顶缀以电灯，照耀如同白昼，孙中山顾盼甚乐。
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。孙中山莅场，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。
这一期间，蒋中正因母丧在奉化，孙中山曾于11月21日派陈果夫为代表，赴奉化诣奠，并且亲撰祭文，文曰：
呜呼！文与郎君介石游十余年，共历艰险，出生入死，如身之臂，如骖之靳，朝夕未尝离失，因得略识太夫人之懿行。太夫人早遭凶故，恩勤辛苦，以抚遗孤。养之长，教之成，今皆岩岩岳岳，为人伦之表率，多士之楷模。其于介石也，慈爱异常母，督责如严师，裁其跅弛，以全其昂昂千里之资，虽夷险不测，成败无定，而守经达变，如江河之自适，山岳之不移。古有丸熊画荻，久闻其语，未见其人；及遇介石，念其根器之深，毓育之灵，乃知古之或不如今，幸而见于今，复不令其上跻耄耋，长为闺壸之仪型。是非特郎君辈所痛悼，亦足令天下闻之而失声。呜呼哀哉，尚饗。
孙中山希望蒋中正处理完毕太夫人丧事即赶赴两广，所以函电催促，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。
孙中山积极进行北伐时，共产国际派遣代表马林来华活动，马林是荷兰人，其对外身份是苏俄“民族与殖民地委员会”秘书。他能说流利的中文，曾在荷属印尼工作，是一个共产主义者的活动家，他曾协助陈独秀，创立中国共产党。他抵华后对中国的共产主义活动有一个看法，就是唯有借助于领导中国革命的国民党，在国民党旗帜下从事共产活动。
9年冬天，马林到了广州，想拜谒孙中山，可是孙中山已赴桂林，所以便由陈独秀介绍，晤见陈炯明。不料马林和陈炯明见面后，两人谈话极不投机，马林大为失望，乃求护送去桂林。12月23日马林偕一华籍青年张春木（后来改名张太雷）抵桂林，孙中山命国民党宣传部长兼广西支部长邓家彦招待。以广西银行为其下榻之所。马林于是取道梧州溯流而上，沿途所经之地，尽是荒村茅店，抵桂林已是天黑，入广西银行后，但见电灯辉煌，光明灿烂，不觉手舞足蹈。
马林在桂林住了三天，曾两次晋谒孙中山，第一次谒谈时提出三项建议：（一）改组国民党，联合社会各阶层，尤其是农工大众；（二）创办军官学校，为建立革命武装之基础；（三）与中国共产党合作。
孙中山对马林的提议没有予以具体的答复，马林问孙中山：“先生的革命是什么？”孙中山答：“中国有一道统，尧、舜、禹、汤、文、武、周公、孔子相继不绝，我的思想基础是继承这个道统而发扬光大之。”马林无法了解，再请教，孙中山依然如此答复，第一次的谈话遂无结果。
孙中山第二次接见马林时，胡汉民、许崇智、陈少白、邓家彦、曹亚伯、林云陔、朱卓文、李禄超、孙科诸人列席参加，这次谈话在独秀峰山麓的旧桂王府举行。马林宣布第三国际意旨，力促国民党与之联盟。孙中山乃遍询在座各位，有何意见？在座各位均默然未作答复，于是孙中山乃以英语发言，郑重答复马林说：“……如今我们师次桂林，志在北伐；吴佩孚屯军洞庭湖以抵抗北伐军，所以我第一目标是夺取洞庭湖，攻占武汉，直取长江。长江流域是英国势力，英若知我联俄，必怀忌恨，而倒向直系，我们为了安全，现在只能与苏俄做道义上的联络，其他问题等到我们打下北京后再谈吧。”马林只好敷衍说请孙中山再加考虑。第二天就离开广西。
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