孙中山派遣粤军击溃桂系，占领广西后，即拟从广西整顿师旅进行北伐。因为非常政府在陈炯明势力范围内，陈炯明不但没有革命抱负，同时处处掣肘，因此孙决定自己率兵北伐，不再回广州做有名无实的总统。遂命令李烈钧所属的滇黔赣联军和许崇智所属的粤军一齐集中桂林，准备取道湖南北伐。这时陈炯明率粤军在南宁，孙还在广州，所以孙便打电报请陈回粤，讨论北伐问题，陈托辞不肯回到广州，并且打电报给孙，反对北伐。他的理由是：“北伐将促使直奉两系军阀由分裂而重趋团结，联合以对抗南方。同时北伐一开始，可能引起南方的分裂，因为西南各省都表示要保境息民，所以现在如果坚持北伐，首先遭遇阻碍的，不是北方敌人，而是南方友军。因此不如等待直奉两系战争爆发，再行出动。”
陈炯明的意见，表面看来不无理由，实则完全不愿意孙中山把粤军调走以减少自己的实力。而且这时他已暗中和吴佩孚有了来往。所以他曾派兵解散了孙所设的招兵机关，调他的亲信魏邦平率部开往梧州监视北伐军。并通电响应卢永祥主张召开各省联席会议。陈炯明这些举动，使国民党同志大为忿恨，国会议员凌钺在议会中指斥陈为“倡乱首魁”，美洲华侨国民党支部骂陈“狂妄乖谬，目无元首，反复叵测，怙恶不悛。”电请下令讨伐。
孙中山肯定陈炯明是革命的障碍，借口出巡广西，派外交总长伍廷芳代行总统职务。10年10月15日乘宝璧舰出发，17日抵梧州。孙中山驻节梧州，下令编北伐军为三个军，李烈钧为第一军长、许崇智为第二军长、李福林为第三军长。同时电召陈炯明到梧州来讨论北伐问题，拟抽调粤军40营加入北伐，北伐军的军火军费应由广东供应。陈炯明不理会孙的召唤。
25日孙中山由梧州赴南宁，移樽就教，会晤陈炯明。孙告诉陈炯明，自己率军北伐，两广都交给陈，北伐而胜当然不会再回两广，不幸而败，也无面目回到两广，因此陈炯明没有理由反对北伐。可是陈炯明毫无明确表示。29日孙重回梧州。
11月5日，陈炯明由南宁返粤，路过梧州，曾谒孙中山，可是对北伐问题仍无具体答复，使孙在北伐问题上完全得不到陈炯明的支持。
陈炯明和吴佩孚勾结的消息，在10年10月便喧腾南北，上海的外文报纸和路透社均有此报道，陈于10月23日通电辩诬，宣称纯属谣言，请勿采信。
据陈炯明叛国史所记，陈吴勾结经过如下：
“陈氏实以联络吴佩孚之结果而降北，亦以降北妄念之冲动，遂以正式政府（指南方护法政府）之陆军总长，而先投降于吴佩孚。然其作用如何？则以歆羡总统地位之一念差耳。先是吴佩孚欲以全力对付奉天，又惧正式政府出师讨伐，乃由鄂督萧耀南，荐湖北人黄申芗为到西南卖蜡丸之哈米蚩。……黄至汕，闻马育航尚在汕头，遂往谒之。……黄知马为陈炯明心腹，遂用水磨工夫日论国政，并谓彼观天下士，只陈、吴为奇杰，如吴、陈携手，统一中国如举棋耳。……马既受黄惑，因为誉扬于炯明，且介绍其与谈，黄尽出其所能，以摇动陈心。陈氏素不甘居人下，自粤军回粤以来，对于孙公，早已露其剑拔弩张之态度。今黄乘隙说之，陈为动。故北伐军出驻桂林以后之种种牵掣，半出于吴佩孚代表黄申芗之计划，陈氏但奉命唯谨耳。吴佩孚见陈氏已堪为用，陈氏又派马育航、陈觉民等到洛，议订条件。吴佩孚遂担任逐徐世昌，陈则担任逐孙总统。……马闻言遂由保定急电报诸陈、叶。而吴虑陈尚犹豫，乃再派包兰支来粤，携函谒陈，谓解决中国时局，唯有南陈、北吴携手，则诸事可迎刃而解。并有吴为总统，陈为副总统之期许。……”
这段政治秘密，是很有可能的。因为吴佩孚在战胜皖系后一心要对付奉系，又怕孙中山北伐，联络陈炯明以牵制北伐军，减轻腹背受敌、两面作战之势，自然是极好的策略。陈炯明既然有背叛孙中山之心，也需要连络北方的力量，吴、陈携手自在意料之中。
孙中山要对付曹、吴，也需要联络北方，所以有所谓孙、段、张三角联盟的酝酿。
张作霖在直奉战争以前，曾派李梦庚到广东接洽共同出兵讨伐直系。皖系也派徐树铮到桂林，计划北方奉皖两系与孙中山的北伐军三路出兵围讨直系。
11年3月上甸，孙中山派伍朝枢到奉天“报聘”，受到张作霖热烈地欢迎。奉张表示三角联盟成立，共同推倒直系，召开南北统一会议，恢复旧国会，选举孙中山为总统，段祺瑞为副总统。原来在2月13日，困居北京城内的段祺瑞，在四个日本人保护下，化装乘汽车由北京逃出，经过通州时，得到当地奉军的照料，当天到达了天津。这时是直奉战争爆发前夕。孙中山任命朱培德为北伐滇军总司令，谷正伦为黔军总司令，彭程万为赣军总司令，李烈钧为大本营参谋长，胡汉民为文官长，决定与奉系同时出兵讨伐徐世昌、曹锟、吴佩孚。