6月13日，陈炯明密下对孙中山的总攻击令。16日凌晨，围攻孙中山的总统府和住处粤秀楼，以大炮进行轰击。孙事先得到消息，登上永丰舰，率海军讨逆，并电令北伐军回师靖乱。8月9日，北伐军回师失利，孙赴上海。

翌年1月4日，孙中山通电讨陈，组成东、西两路军，16日克广州。陈通电下野，退居香港。1925年2月和10月，革命军举行第一次和第二次东征，彻底打垮陈炯明军余部，统一了广东革命根据地。

1922年6月陈炯明与孙中山因护法运动(这里的法是孙中山1912年3月11日实施的《中华民国临时约法》)而合作，又因政见分岐而决裂。陈炯明主张先在广东搞好民主宪政，仿照美国，建立与欧美民主国家相仿的联邦政制，逐步走向全国和平统一，这个主张，史称 “联省自治”;孙中山不同意陈炯明的主张，他主张「中央集权」，要以武力「北伐」来统一中国，以便自己夺取政权。

1922年3月21日，陈炯明的亲信、负责为北伐军在后方筹划的粤军参谋长邓铿从香港公干回省，在广九车站突然遇刺，两天后身亡。国民党官史一向说邓铿是被陈炯明暗杀的，然而，陈派及驻穗美、英两国领事馆都认为，刺杀邓铿，是孙派国民党人所为。邓铿之死，对孙陈间本来就脆弱不堪的关系，可以说是致命一击。

4月9日，孙中山让廖仲恺转告陈炯明:一、陈炯明参加北伐，二、筹措500万元的军费。陈炯明无法接受孙的条件，遂被罢黜。4月下旬，第一次直奉战争爆发。孙中山与奉、皖军阀一直有秘密接洽，结成三角同盟。

孙中山深感这是联合奉、皖军阀，夹击直系的千载良机，必须立即出兵策应，但出乎意料的是，直奉开战，仅及一周，奉军便被吴佩孚击败，狼狈退回关外，南北夹击直系的计划，化为泡影。但南方的北伐，却如弦上之箭，不得不发了。

5月8日，孙中山委任陈炯明的部下叶举为粤桂边督办，以示对粤军的信任。5月9日，孙中山在韶关大誓三军，旌麾北指，“出师宗旨，在树立真正之共和，扫除积年政治上之黑暗与罪恶，俾国家统一，民治发达”。然而叶举并不领情，5月20日，他率领六十多营粤军，突然开入省城。

粤军虽然打着迎陈复职的旗号，但内部已经开始分化。一派要求陈炯明马上回省，恢复所有职务，镇摄大局;另一派则不满陈炯明对孙中山的态度过于软弱，希望由叶举来领导粤军，与孙中山彻底决裂，如果陈炯明不同意，就请他出洋，或者继续留在惠州休养。

5月31日，上海《申报》的一篇文章，透露了粤军内部的分歧:“现在陈之部曲，亦分两派，一主张陈氏即速回省，则大局立定;一主张陈氏不可造次，俟解决完妥后，始可返省。”陈炯明则在惠州隐居。各界吁请陈炯明回省的函电，铺天盖地，见诸报端;前往劝驾的使者，车水马龙，络绎不绝。甚至连陈独秀也到了惠州，劝陈炯明不如加入共产党，领导华南地区的革命。

1925年10月10日，美洲致公党改组为中国致公党，推举陈炯明为总理，唐继尧为副总理。1933年9月22日，陈病逝于香港。1934年4月3日归葬于惠州西湖。