京担任中华民国临时大总统府参军，1912年12月30日，黄大伟被授予“陆军炮兵上校加陆军少将衔”。1917年9月，在孙中山发动的护法运动中，黄大伟担任大元帅府参军，10月又任大元帅府代理参军长。1920年，黄大伟担任粤军第一路司令。1922年6月，陈炯明发动六一六事变后，正在北伐军中的黄大伟随同许崇智一道率军退到福建，许崇智任命黄大伟充任潮汕督办、闽粤边防军总指挥。1922年10月18日，孙中山下令将已进入福建的各部队改编为东路讨贼军讨伐陈炯明，许崇智担任东路讨贼军总司令，黄大伟担任东路讨贼军第一军军长