為了實現二期北伐的勝利，蔣介石在北伐軍出發前後，陸續發表了《渡江北伐誓師通電》、《致後方將士書》、《渡江北伐告北方同胞》、《渡江北伐告北方將士文》、《渡江北伐告全國民眾文》和《告友邦人士書》等，昭告天下：“中正受黨、國委託，統帥國民革命軍，繼續總理遺教，完成北伐大業；第一、第二、第三各集團軍已整軍前方，待命進攻，中國統一之期已近，國民革命成功不遠。”
1928 年 4 月，揮師渡江的北伐軍在蔣介石的指揮下，連克臺兒莊、鄆城、韓莊、棗莊、兗州、泰安等地。5 月 1 日，北伐軍攻克濟南。日本軍隊圖謀繼續侵佔山東半島權益，以護僑為名佔領膠濟鐵路和濟南。蔣介石一面下令北伐軍嚴守紀律、原地待命，一面派蔡公時同日軍交涉。沒想到的是，日軍竟然殘忍地殺害蔡公時，陰謀挑起中日戰端。
蔣介石忍住悲慟，在日記中留下“誓雪五· 三國恥”的誓言，同時命令軍隊“繞道黃河”，避開日軍繼續北上。濟南慘案給蔣介石的心理帶來重大沖擊，此後他在日記中堅持每日寫上“雪恥”二字。直魯聯軍在強大的北伐軍隊面前一觸即潰，望風而逃，張學良的十萬奉軍更是不堪一擊，逃回關內外。
6 月 3 日，孫傳芳通電下野；次日，張作霖退守東北，在皇姑屯附近被日軍炸死；6 月 8 日，北伐軍攻克北平，二期北伐宣告成功。此間，蔣介石對北方大局作出了原則安排，將北平、天津交由閻錫山負責，准許奉軍和平出關。雖然 6 月 6 日發生了馮玉祥部韓復榘違反蔣介石所定原則，將部隊開進南苑，強行收繳奉軍一部槍械，但總體上京津地區的態勢已大致平穩。
蔣介石為踐行復職時的承諾，北伐完成之時即引退之日，遂於 6 月 11 日向國民黨中央遞上了一份辭呈。但當時的中國，如果蔣介石真的退出江湖，那麼，勢必群龍無首，重新回到混戰割劇的動盪時代。於是，閻錫山、李宗仁、白崇禧等紛紛給蔣介石發來電報，懇請他以大局為重，繼續擔當領導，並請他從速北上，主持大計。
1928 年 6 月 14 日國民黨中央執行委員會決議推蔣介石赴北平祭告孫中山，並由蔣介石主持恭移孫中山遺櫬來南京安葬這一重大事宜。蔣介石收回辭呈，於 6 月 26 日動身北上，一路與李宗仁、馮玉祥、閻錫山等同赴北平。7 月 6 日，蔣介石率北伐重要將領赴北平香山碧雲寺孫中山靈前，舉行祭告典禮。這個重情重義的軍人當眾灑下了熱淚： “溯自我總理溘死，於今已三年矣。中正昔待總理親承提命之殷，寄以非常之任，教誨拳拳，所以期望於中正者，願在造成革命之武力，剷除革命之障礙，以早脫人民於水火。乃荏苒歲時，迄於今日，始得克復舊都，謁展遺體，俯首靈堂，不自知百感而紛集也……英士即死，吾師期我以英士。執信既死，吾師並付以執信之重責，而責我一人……今惟教養學子，訓練黨軍，繼續遺命，澄清中原，實行主義，保存正氣……以助黨、軍革命之成。”
短短几年間，蔣介石領導南方革命軍北上打垮各系軍事集團，推翻北洋政府，結束了長期的國家分裂局面，初步完成了中華民國的統一。作為中山信徒，他確實沒有辜負孫中山對他的殷切期望。這一戰役在中國的軍事史上留下了輝煌的篇章，好像狂風暴雨一般，迅速平定了國內的各軍事勢力。雖然國內外存在各種阻力，延後了二期北伐達八個月之久，然而蔣介石排除萬難，再次親自率軍渡江北伐，不足四個月便縱橫黃河兩岸，光復華北、西北，攻克北平，獲得了壓倒性的勝利。
可以這樣說，國民革命軍之所以能夠在兩期北伐中勢如破竹，除了它是一場順應人心的戰爭外，指揮者的才幹也是一個極其重要的原因。蔣介石在北伐中表現出來的軍事才華和堅韌意志，以及身先士卒、不畏艱險的精神，大大鼓舞了作戰部隊的士氣。北伐勝利後不久，蔣介石一手促成了東北易幟。
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