驻两湖各军加入北伐，编为第四集团军，以李宗仁为第四集团军总司令。李兼任武汉政治分会主席。第四集团军由新桂系嫡系部队和改编的原唐生智两湖部队所组成，共辖十六个军又六个独立师。李指挥部队北上，开始“二次北伐”，讨伐奉系军阀张作霖，第四集团军进至北平、天津、山海关。桂系控制的地区从两广、两湖至平津，总兵力逹20余万人。当时，对于是否接受张作霖之子张学良之名义上归顺，国民革命军内部分歧极大。不同于阎锡山、冯玉祥主张国民革命军一定要进驻东北，全部遣散奉系军队的主张；李则主张接受张归顺，并可由张继续管理东北事务。最