随后，李宗仁先后拜见张人杰、谭廷闿、程潜和苏联顾问鲍罗廷，均未获明确支持，最终他说动了李济深。二李在政治会议上慷慨陈词，这时广西的入湘先遣队已经取得初步胜利，国民政府终于宣布出师北伐。
1926年7月，北伐军出征时只有不到7万人，除第一军是蒋介石一手培养的黄埔系之外，其他都是难以驾驭的各路诸侯。桂军组成的第七军在北伐中表现最为突出，战斗力最强。叶挺独立团所在的第四军被誉为“铁军”，而七军则号称“钢军”。蒋介石对桂系既想拉拢又想削弱，一面软磨硬泡要跟李宗仁互换“兰谱”拜把子，一面把主要的战役都交给桂军去打，而他的嫡系受到保护，连军饷都比桂军多一倍。蒋桂矛盾就此埋下，此后的20多年中，这是国民党内最为主要的矛盾。
伴随着纠结的派系内斗和血腥的国共之争，北伐军一路北上，1928年7月占领北京。蒋介石、李宗仁、冯玉祥和阎锡山来到北京西山碧云寺，向孙中山的灵柩宣告北伐完成。仪式十分隆重，冯阎二人“频频擦泪”，蒋介石则扑到棺上痛哭。唯一没哭的是李宗仁，李觉得他们都很“矫情”，而他本人“无此表演本领”。
不久之后蒋李冯阎同党操戈，打了整整3年的中原大战。最终蒋介石获得张学良的支持取胜，李宗仁败退广西。
逼蒋抗日，为“西安事变”埋下伏笔
回到广西的李宗仁、白崇禧决心励精图治建设广西。他们发展教育，惩治土豪劣绅，对行政官员进行严格约束，甚至规定官员只许穿灰色制服，不许穿绸袍和西装。李宗仁自己也过着清教徒似的生活，他的胞妹曾经问他：“哥哥，你做了这样大的官，而我们仍旧耕田种地，你不怕邻里耻笑你吗?”
20世纪30年代，广西是中国有名的模范省，国内外记者涌入参观给予盛赞。李、白发起建设广西运动，一是因为他们均出生于广西，对家乡怀有责任感；二是他们想让南京看看，如果贫穷边远的广西都能建设成功，那么其他各省建设不好只能说明中央政府的无能。
