。“四·一二”政变后，蔡炳炎调任第九军军士教导大队上校主任，不久又调任总司令部补充第五团团长。11月，他奉命再次渡江北上。途中，何应钦将其调到他的第一军第三师第八团任团长。12 月上旬，蔡炳炎率部再次攻克徐州，因坠马致右小腿骨折。住院治疗期间，蒋介石派宋美龄亲往医院探视。1928年夏，蔡炳炎伤愈不久，即参加进攻鲁南、济宁等战役。战事结束后，蔡炳炎部改为第二师第五旅第十团，继任团长之职。1929年，蔡炳炎调往北京陆军大学特别班（第一期）学习。翌年中原大战爆发，蒋介石令正在陆大特别班学习的原第九军副军长