孙中山前往北京，陈独秀表示中国共产党是坚决赞同。施存统认为和谈成功，南北统一就太好了。毛泽东觉得没那么简单，陈独秀任何奇迹的发生，都蕴藏在不可能中。张国焘担心北洋政府是不是真心和谈，李大钊也忧心着孙中山的身体，扶病北上，太难为孙中山。
1924年12月，经中共中央同意，毛泽东携杨开慧回到湖南，一边养病，一边开展社会调查，发动农民，组织秘密农协，积极进行建党建团活动，并成立中共韶山农村党支部。
孙中山北上谈判，陈炯明认为广州空虚，组织七万大军自称救粤军，分三路于粤东起兵，已经攻占不少地方，兵峰直指广州。蒋介石打算陆军军官学校，全体组成校军出征。叶剑英支持出兵，可有些人担心这些都是娃娃军，兵力不敌陈炯明的虎狼之师。可是眼下大敌当前，不出兵会被天下耻笑，蒋介石要一战打出黄埔校军的威名，而他亲自率队奔赴前线。周恩来支持，革命军人就要有这样破釜沉舟的勇气。
蒋介石现在就是苦恼，军事会议还没允许他们出兵。周恩来有个建议，可以直接给北上途中的孙中山发电，请求批准。很快，收到孙中山批准出兵的电报，蒋介石宣布校军配合友军出师东征。
敌人的火力很强，黄埔校军毕竟都是学生军，伤亡实在是太大。周恩来认为陈炯明并无持久坚守的决心，打了一天也不敢组织反攻，可见没有兵力上的优势。关键是黄埔校军初战受挫，官兵们愤慨，纷纷请战，要求誓死夺取淡水城。他们不仅不要赏金，就算在知道可能牺牲的情况下，还踊跃报名参加奋勇队，要强攻淡水城。
这个夜里，报名参加的黄埔校军一个个都做好了牺牲的准备，还拜托兄弟帮自己将东西带回家，帮忙孝顺老父亲。次日攻淡水城，这些学生军在战场上个个视死如归，英勇不惧。奋勇队全部被敌人火力压制，牺牲几十个，受伤数百。黄埔二期步兵总队请求参战，黄埔三期刚入校的学生也请求参战，周恩来提议，不妨让他们跟在队伍最后面，经历战火的历练，蒋介石批准他们参加战斗。
黄埔校军终于攻下淡水城，可此时，孙中山却病重，临终前叮嘱宋庆龄要和平奋斗救中国。1925年3月12日孙中山逝世。在蓬勃发展的有利形势下，国共两党的合作进行了统一广东革命根据地的工作，经过两次东征和南征，统一了广州革命根据地，为北伐战争准备了比较可靠的后方基地，还建立了由叶挺指挥的国民革命军第四军独立团，北方地区的革命运动也迅速发展起来。
这次立功的多数是共产党员，蒋介石不满，他们建立的军校，却是在替共产党培养人才，决定改变这个局面，并提议从第四期开始加大奖励制度。1925年，中国共产党领导的五卅运动及其后的省港大罢工，是一场伟大的反帝爱国运动，沉重打击帝国主义的嚣张气焰，大革命的高潮即将到来。
1925年9月。毛泽东奔赴广州，10月，担任国民党中央宣传部代部长。1926年3月20日，蒋介石以叛乱为由，逮捕了海军局局长李之龙，史称中山舰事件，周恩来找蒋介石理论也被扣押。
