第二军后随即增编，纳入同样为中央军系的国民革命军第十一师（国民革命军司令部警卫第一、二、三团整编），师长由副军长陈诚兼任。第二军随即投入1929年10月爆发的蒋唐战争，镇守武汉。1930年5月，该军参加中原大战。8月，第十一师因战功拔擢增编为国民革命军第十八军，第二军因此恢复为两师编制，下辖第六师、第九师，隶属国民革命军第三军团建制。1931年6月，第二军奉命参加对红军围剿。此时，第二军仅辖第九师。1932年6月，军长蒋鼎文辞去师长兼职，由李延年调任第九师师长。1933年9月，国民革命军第一军第三师