于5月投降张宗昌，被任命为第6师师长。但是，作为江苏督军南下的奉系的杨宇霆受到冷遇。怕遭怨恨的陈调元于同年9月重归直系的孙传芳，并捕获了奉系的臧式毅。陈调元被孙传芳任命为第8军军长、皖军总司令，吸收了原来皖系的军队。1926年（民国15年）4月，中国国民党的北伐军进军江西省，孙传芳任命陈调元为第5方面军总指挥，进行迎撃。不久，孙传芳军在江西大败，陈调元投靠张宗昌，驻扎安庆。
国民政府的活动.由于认为中国国民党在政治上占有优势，陈调元于1927年（民国16年）3月5日发表宣言，归