卢师谛迫使桂军撤出广州。1923年1月26日，卢师谛召集广州的龙济光旧部，组成了中央直辖第三军，并任军长。3月，卢师谛改编第三军，此时该军辖第一旅（旅长饶勋）、第二旅（旅长王天佐）、第三旅（旅长明德恒）。4月15日，桂军沈鸿英部获得吴佩孚支持，叛离孙中山，进攻广州。4月16日，孙中山命令反击，卢师谛率部参加平叛。此后，卢师谛率部参加进攻陈炯明部。其间，1924年1月，卢师谛兼任元帅府禁烟会办。
随孙中山北上.1924年9月20日，孙中山在韶关举行了北伐誓师典礼。10月13日，孙