俊卿为武昌城防正、副司令。另派高汝桐第14师沿长江沿岸布防，刘佐龙据守汉口，陈家漠为武汉防御总司令。在军事会议上，吴声泪俱下，拔刀斩案，要部下同心同德决一死战。
9月1日，北伐军3路齐出，直逼武汉。中路由第1军、第4军、第7军主力进攻武昌，左翼由第8军及夏斗寅的鄂军进攻汉阳，右翼以第1军一部进攻汉口。9月3日和5日，北伐军连续发动对武昌的总攻，第4军叶挺独立团和黄璞翔第36团极为英勇，蒋介石、邓演达、李宗仁也亲往前线指挥。因直军据险固守，拚死争夺而未能得手。因而决定暂停攻势改而封锁围困。汉阳方面，9月5日，中共领导的汉阳兵工厂工人大罢工，拒绝给直军提供武器弹药，守军刘佐龙师，见大势去矣，遂开城投降，北伐军进占汉阳。随后唐生智率所部进攻汉口，何健率2师及刘佐龙一部强渡汉水，激战至深夜，在付出惨重代价的情况下，终于击溃靳云鹗的守备部队，9月7日晨，汉口被攻克。
时吴佩孚正在汉口李家墩司令部，突遭炮火袭击，急率总部人员乘火车逃跑，直军此时兵败如山倒。北伐军乘胜连克孝感、黄陂、应城、广水，并于16日经血战攻克南北要冲武胜关。吴佩孚移至河南信阳。武昌此时已是孤城一座，而一直观望的孙传芳认为时机已到，便集中其主力于江西，准备乘船沿江西进，解武昌之围。北伐军总司令部因此决定立即开辟江西战场，调李宗仁的第7军开赴鄂东以阻击孙军，以陈可钰为攻城司令，对武昌实行军事封锁。9月25日，孙传芳的一个旅乘船在黄石等地登陆，向大冶前进。
刘玉春知悉后，组织敢死队向外突围，但未能奏效。武昌被围已长达1个月之久，城内守军弹尽粮绝，突围不成，孙传芳的援军又被李宗仁第7军在大冶击退，致使军心涣散，守军将领吴俊卿、贺对庭等人已无心再战，迭次与北伐军议和议降。10月10日，北伐军向武昌发起总攻，吴俊卿第3师打开保安门，接应北伐军人城，北伐军全歼守敌2万，俘刘玉春、靳云鹗等直军将领。至此，吴佩孚在两湖的部队，除少数外均被歼灭，北伐军实现了首先消灭吴佩孚的战略目标。武昌克复之后，国民政府从广州北迁武汉，形成了一个以武汉为中心的新局面，把大革命推进到轰轰烈烈的高氵朝之中。
北伐军在江西战场的战事
当北伐军在两湖取得胜利之时，又在江西开辟了新的战场，准备实现第2期战略目标：消灭孙传芳的军阀势力。江西为孙传芳势力范围的一部分，当时孙传芳虽掌握苏、皖、浙、闽、赣五省地盘和二十几万军队，但形成这一集团，为时不过一年，孙的地位并不巩固，各省的军闷头目并不完全听命于他。因而在北伐战争初期，他并不想过早投入战斗，同时也怕昊佩孚吞并他，于是采取旁观的态度。
当北伐军入湘及至攻下岳阳之前，吴佩孚即迭次电促孙出兵湖南，孙均婉拒。实际上是想借北伐军与吴决战，消耗双方力量，待吴失败，他便取而代之，成为直系军阀首领。当北伐军进攻武汉，昊佩孚失败在即，孙传芳开始行动。先与奉系达成和平协定，以便集中力量对付北伐军，8月下旬，孙在南京召开军事会议，决定从苏、浙、皖抽调兵力，组成援赣军，任命卢香事为总司令，率兵人江西，并命邓如琢，周萌人等部从福建袭扰广东。9月又派马登瀛旅乘船出援困守武汉的直军。9月3日，北伐军第2、3、6军进入江西，何应钦率第1军一部进攻福建，北伐军与孙传芳的战争拉开序幕。
孙传芳把在江西的部队编为5个方面军，第1方面军司令邓如琢，第2方面军司令郑俊彦，第3方面军司令卢香亭，第4方面军司令周荫人，第5方面军司令陈调元。邓如琢部在大庚岭及萍乡一带阻击朱培德部、周荫人部出兵广东；孙传芳率另外3个方面军、陈调元部由武穴西进，解武昌之围；卢香亭部由修水、铜鼓出湘鄂边，抄北伐军后路；郑俊彦部为总预备队，孙设司令部于九江江面的军舰之上。
北伐军也于9月初将主力转到江西战场，共分兵3路，以第2军和第5军各一部为一路进攻赣南，攻克赣州后，沿赣江北上；以第3军和第2军主力进攻赣西，连克宜春等地，在新喻与孙部发生激战；以第6军和第1军第1师为一路，进攻赣西北，先后攻克修水、铜鼓、高安。三路最后计划合攻南昌。此外，李宗仁的第7军扼守沿江，切断江西、湖北两敌的联系。何应钦亦从广东进军福建，牵制江西。
9月19日，第6军军长程潜见南昌空虚，即令19师乘虚进攻，在南昌城中工人学生的支持下，一夜占领南昌城。但由于第6军孤军深入，友邻部队未能迅速跟进，而孙军主力并未被消灭，且南浔铁路也未能被切断，致使孙传芳将郑俊彦第10师等主力迅速从九江运往南昌，同时命令邓如琢回师北攻，克期夺回南昌，孙本人也从济南赶赴江西亲自督战。在其指挥下，邓如琢自樟树分兵向南昌进攻，郑俊彦部也从九江迸至乐化，对南昌成南北夹击之势，位于南昌的第6军腹背受敌，形势告急，乐化一战，孙兵力雄厚，炮火猛烈，同时又有背水一战之决心，而