兼理秘书处，进入国民党领导核心。1926年，在中国国民党第二次全国代表大会上，林再次当选为中央执委，并担任财务审查委员会主席，兼农民部长。他在任内聘请毛泽东为广州农民运动讲习所所长。3月20日，中山舰事件后，林被迫辞去农民部长一职，转而全力投入国民革命军第六军的政治工作，7月20日，参加北伐。9月20日，蒋介石邀请林前往北伐军总部工作，林遂随军先后至南昌、九江。1927年2月，林返回汉口，其后出任国民党政治委员会委员、军委秘书长。3月26日，林前往南京，拟按武汉国民政府及中央军事委员会密令逮捕蒋介石，但