民国11年6月13日，陈炯明的部队在广州白云山一带宣布戒严。叶举等纷纷由东江回到广州。14日陈系的人在叶举的总指挥部举行秘密会议。15日孙中山派往惠州迎接陈炯明的廖仲恺在石龙被扣，局势陷入了最紧张危急的关头。
　　据说陈炯明、叶举等曾在石龙开秘密会议计划叛变，当时讨论到进行的程序，曾问各将领由谁担任发难，与会的各将领都默不作答。陈说：“谁先发难，就是首功！”可是仍没有应者。
　　最后陈炯明决定以湘军洪兆麟部担任先行发难部队。为什么陈要选择洪兆麟部呢？这也是陈的阴谋。原来洪兆麟的李云复师第二旅驻扎观音山后，正好就近担任围攻总统府，“陈家军”则巡查街道或把守要隘，陈本人则事变之日在石龙坐待消息，如果湘军进攻总统府，孙中山不幸遇害，陈即进入广州，为孙举哀，痛哭流涕，把杀害总统的罪名全加于洪兆麟、李云复和湖南士兵身上，执杀洪、李及湘籍军官以谢天下，并将这支湖南客军以大逆不道罪名解散。由于洪兆麟向来对陈炯明很跋扈，陈早就想对付洪，现在借洪、李以害孙中山，然后以叛逆罪名除洪、李，正是借刀杀人的如意算盘。
　　6月15日夜10时，孙中山在总统府内批阅公文，忽然有一通电话来报告情况，据称今夜粤军将有行动，务请总统离开总统府。由于这是一通匿名电话，孙中山认为是谣言或陈系军人故意威胁，所以不予采信。到了午夜12时后，秘书林直勉、参军林树巍前后奔来总统府报告，据云今夜消息险恶，请总统离府暂避。孙不肯，认为陈炯明虽然恶劣，总不至于敢冒天下之大恶而叛变，即使有不轨打算，其部下皆与我久共患难，素有感情，且不乏明理之人，未必助纣为虐，受其愚弄。但林直勉认为粤军蛮横，不可以常理度之，如果真不利于总统，将如之何？孙说：“我在广州之警卫军既然已经全部撤赴韶关，即表示对陈无敌意，陈果不利于我，亦不必出之叛变，如真明目张胆，作乱谋叛，则为叛徒贼子，人人得而诛之。我身为总统，不能不重职守，如果临时退缩，屈服于暴力之下，岂不贻笑中外，污辱民国，轻弃人民之付托。”林等见孙中山义正词严，态度坚决，不敢强劝，乃即辞去。
　　林等去后，各处电话报告均谓粤军将有行动，务请总统远离，孙中山仍不信。到了午夜2时许，有一位忠于孙的陈系军官自军中潜出，到总统府密报，称粤军各营提前早餐，约定立即叛乱。并备现金20万元以为谋害孙中山的赏金，且约定事成之后各营放假三日。孙中山还是不予置信。
　　孙中山以诚待人，以信示天下，所以陈炯明叛变的当晚，虽然各方都奔走来告消息不稳，可是，孙中山全不置信。就在这天午夜时候，忽然响起了尖厉的号声，接着到处号声齐鸣，于是“陈家军”叛变消息证实了，这时已是午夜3时多。孙中山左右力劝孙中山暂离公府以避叛军。虽在这紧急当口，孙中山却是临危不乱，镇定异常，以坚决的口吻对左右说：“竞存果然谋逆作乱，则戡乱平逆正是我的责任，我怎可放弃职守，逃避责任。万一力不从心，只有一死殉国，以谢国民。”秘书林直勉、参军林树巍等见孙很固执，乃用手强挽孙中山出离总统府。
　　这时，总统府附近已由粤军布哨，不能自由通行，林直勉等曾被叛军步哨盘诘了好几次，都侥幸通过。行至财政厅门前，遇叛军大队由东而来，众人因被盘问不能通过，可是孙中山却单身杂在叛军中向前行走，从容不迫，履险如夷。在深夜中，叛军看不清孙的真面目，以为是自己队伍中人，所以毫不疑心，到了永汉马路口，方才出险，便走入长堤海珠的海军总司令部。
　　海军总司令温树德已获知粤军叛变，现在听说总统微服抵达，真是喜出望外。孙见到温，态度依然从容，只说我们先上军舰去吧。于是温树德乃率领高级海军幕僚侍从孙同登楚豫舰，并立即召集各舰舰长前来商量应变戡乱之策。
　　广州市内，16日上午3时后，陈炯明的叛军已遍布全市断绝交通，并进占各机关，洪兆麟率领其部属于拂晓时围攻总统府，总统府中只有卫士50余人，在观音山粤秀楼附近防御，与叛军对抗，叛军先后十余次冲锋，都被卫队用手机关枪击退，死伤数目约在三四百人以上，叛军见步兵冲锋无效，乃用炮射击总统府。叛军以为孙中山还在粤秀楼，所以又用煤油浇烧粤秀楼的栈桥，杜绝出路。
　　保卫总统府的警卫团长陈可钰、卫士队长兼参军姚观顺守文澜阁，侍卫副官黄惠龙守正门，副官马湘守横门，副官陈喧守天桥，侦缉员陈龙韬、卫士冯俊、黄森、陈海廷、李东兴等守粤秀楼。由于众寡不敌，援绝弹尽，相持至16日上午12时，陈喧率卫队十余名由正门冲出，被击回，改装得脱；姚观顺、黄惠龙、马湘护送孙夫人，姚中弹伤腿，四人乃避入总统府后院，叛军从后院冲入，抢夺衣物，马湘、黄惠龙乘叛军抢劫之时，夹持孙夫人从第一公园小巷，往长洲要塞司令马伯麟宅寄宿。姚观顺负伤后，由卫队背负出险，陈喧等走东山总统法律顾问那文宅，由那文用美国小电船送至孙中山座舰。
　　总统府卫士以少敌众，苦战十余小时，伤亡三分之一，而叛军则阵亡300以上，消息传出后震动中外。孙后来颁奖卫士训词云：
　　“革命军的力量，是和别种军队不同的，必要能以一当十，才算合格，用几百人可以敌几千人，那才算是本事。如果不能，便是大耻辱，便不算得是革命军。观音山的卫士便是以一当百的革命军，我理想中的革命军，只有他们足以当之。这种奋斗的精神，实在不可磨灭。”
　　叛军是有伤害孙中山决心的，有一股叛军专门伏伺于观音山附近民房中，准备等候孙乘汽车离开粤秀楼的总统府时，即向孙座车集中攻击。他们认为孙如果出来，必然乘坐汽车，没有想到孙中山却是步行，而且夹在叛军队伍中步行出险。
　　16日晨外交部长伍廷芳和卫戍司令魏邦平登楚豫舰晋谒孙中山，孙令魏邦平所部集中大沙头策应海军，恢复广州，并告伍廷芳说：“今天我要率舰队击破逆军，戡平叛乱。否则中外人士一定认为我没有戡乱的能力，并且不知道我在何处。如果我潜伏黄埔，仅仅为了个人避难偷生，我将何以昭示中外？”伍廷芳表示赞同，于是辞离孙中山，径返广州，通告各国驻粤领事严守中立。
　　当天下午，孙中山亲率海军舰队永丰、永翔、楚豫、豫章、同安、广玉、宝璧七舰由黄埔出动，经东歪炮台，驶至白鹅潭，发炮向大沙头、白云山、沙河、观音山、五层楼等处叛军射击。下午5时，复沿长堤向东游行，沿途发炮，击毙叛军数百人，其余则闻风而逃。由于魏邦平所部旅长陈章甫受叛军运动，未能如期策应，遂失规复良机，努力白费，各舰乃经“中流砥柱”炮台驶回黄埔。
　　海军攻势停顿后，叛军散而复聚，乘机大抢东鬼基、东市街、小东门、社仁坊、广仁路等处。商店居民被劫一空，国会议员悉数被逐，行李被抢。
　　黄埔成为孙中山的行辕所在，海军势力完全归服，不过虎门要塞落入叛军手中，但长洲要塞司令马伯麟率海军陆战队与舰队成犄角，使叛军不能陈兵北江，阻碍北伐军之返旆。
　　陈炯明见海军完全拥护孙中山，于是便想收买海军，可是海军上下一心一德拥护孙中山，不为利诱。
　　6月19日孙中山以手书致北伐军李烈钧、许崇智、朱培德、彭程万、黄大伟、李福林、梁鸿楷等，令李等迅速率军回粤戡乱，中有：“坚守待援，以图海陆夹攻，歼此叛逆，以彰法典”等语。
　　23日孙中山由楚豫舰迁于永丰舰。外交部长兼广东省长伍廷芳以耄耋之年，痛恨陈炯明的叛变，使北伐事业功亏一篑，护法大计功败垂成，因之悲愤成疾。18日陈炯明曾有书致伍廷芳，转请孙中山下野，词极悖逆，有“非常国会擅选总统，恶例一开，乱且及于百世”。伍置之不理，病重时家人送至广州省立医院，乃以高龄劳瘁，回天无术，终于不治逝世，享年81岁，弥留时犹训其哲嗣朝枢以护法本末昭示国人，没有一字一句语及家事。这位广东新会老外交家，在清末就曾奉派出使美、日、秘鲁、墨西哥、古巴诸国。辛亥年伍在上海倡议清帝退位。护法政府成立后一直是孙中山左右最重要的一分子。
　　孙中山在永丰舰上闻知伍廷芳噩耗，悲悼万分，海军将士尤为哀恸，孙温语抚慰海军云：
　　“今日伍总长之殁，无异代我先死，亦即代诸君而死，为伍总长个人计，诚死得其所；惟元老凋谢，此后共谋国事，同德一心，恐无如伍总长其人矣。唯全军唯有奋勇杀贼，继成其志，使其瞑目于九泉之下，以尽后死者之责而已。”
　　陈炯明收买海军不成，乃派钟惺可持书登永丰舰，请求讲和，函云：
　　“大总统钧鉴：国事至此，痛心何极，炯虽下野，万难辞咎，自十六日奉到钧谕，而省变已作，挽救无及矣。连日焦思苦虑，不得其道而行。惟念十年患难相从，此心未敢丝毫有负钧座，不图兵柄现已解除，而事变之来，仍集一身，处境至此，亦云苦矣。现惟恳请开示一途，俾能遵行，庶北征部队，免至相戕，保全人道，以召天和。国难方殷，此后图报，为日正长也。”
　　孙中山蒙难后，即于18日密电宁波，敦促蒋中正来粤赴难，拍电用其次子纬国的名字以保密。20日。蒋中正贻书张人杰，托以后事，急速登程。25日离沪，29日抵穗，谒孙于永丰舰，谈各方情况至夜分始毕。陈炯明闻蒋中正南来，惊惶失措。汪兆铭7月1日致蒋中正书中曾云：“……陈闻兄来，面色发青，说：他在先生身边，必定出许多鬼主意。”
　　18日上海党员张继、杨庶堪、柏文蔚、黄复生等160人联名通电，痛责陈炯明昧于恩义，甘为叛徒，促其幡然悔悟，讨贼自效。陈炯明置之不理。
　　在江西前线北伐的各军，从6月20日后，即不断接获孙中山蒙难消息。23日接南雄电，知叛将翁式亮、杨坤如部已经占领韶关，追击大本营的人员，迫近始兴。文官长胡汉民已离韶关，前线总部召开军事会议，会中有两派主张：一派主张仍继续前进，先克南昌、九江，再行应付粤事；一派主张立即回粤，助孙中山平乱。27日胡汉民驰至赣州，报告广州变乱情形，军心为之激昂。当晚再开会议，许崇智、李福林、朱培德即决议旋师讨贼，议定以粤军第二军、滇军（朱培德部）、福军（李福林部）及粤军第一师（梁鸿楷）回粤，分由大庾，信丰向粤境南雄前进。其他各军则暂驻赣境，李烈钧留守赣南，以为后方屏蔽。回师行动开始，不料粤军第一师梁鸿楷抵达信丰，竟不依照原订计划，连夜向三南方面退入连平，潜归惠州，与陈炯明会合。第一师是邓铿所手创，北伐入赣后和许崇智等部共同作战，颇有战功，不料陈炯明叛变后，始而踌躇不决，继而甘心从逆，邓铿地下有知，真是死不瞑目。
　　梁鸿楷投逆后，胡汉民主张尾追，先肃清东江。许崇智则主张径向韶关回师，因已约定滇军为右翼，许军与福军担当正面合攻韶关，经东江至广州路远，孙中山困处兵舰上应急赴援为宜。如果径追梁军，福军独任回师之责恐力不能胜，而滇军因不知究竟，易启疑窦。
　　胡汉民同意许崇智主张，决定向韶关进兵。
　　7月2日北伐军许崇智、李福林、朱培德、黄大伟诸部皆入粤境，自南雄、始兴直指韶州，决定攻韶计划：
　　（一）以滇军朱培德全部由江口渡河经仁化向韶州进攻。
　　（二）以李福林全部沿河左岸，经周田大桥、长坝、黄浪水向韶州进攻。
　　（三）以第二军之许济、孙本戎、谢宣威等由火山、大塘方面向韶州进攻。
　　其他部队为预备队，另以第九旅黄国华部由三南方面还攻翁源。并同立誓约，约词：“三军一致，誓同生死，拥护孙大总统，平定粤省之乱，如有异心，天诛地灭。”
　　许崇智自南雄驰电给孙中山：
　　“陈逆叛变，围攻公府，令人切齿痛恨。北伐各军业已集中南雄，指日进攻韶关，誓必讨平叛逆。朱总司令所部滇军尤为奋勇，业已开拔前进，想叛军不足当其一击也。”
　　许崇智电报到孙中山手中时，海军方面却又有不稳的消息。
　　由于陈炯明倾全力收买海军，海军司令温树德为何某所挟制，态度趋于暧昧。各舰长有移往西江之意。早在6月2日，孙曾召集海军各舰长训话，说明坚守黄埔，舰队不可移动的理由：西江水浅，如各舰移往，则三大舰仍需留黄埔，如此则海军分而力弱。何况黄埔地位重要，是广州的咽喉，又有长洲要塞，其价值较西江为重要。如果大本营一离黄埔，则长洲要塞就可能守不住，广州水陆形势全入叛军之手；海军一往西江，重来广州较难，如果北伐军回粤，就无法收水陆夹攻之效，因此以不动为宜，坚持以待北伐军来援。
　　7月5日陈炯明再遣钟惺可登永丰舰谒孙中山，孙对钟义正词严地说：“陈明对我只有悔过自首，才可以言求和，因为他是犯上作乱，对乱臣贼子怎有言和可言。”
　　陈炯明第一次派钟惺可来求和时，是7月1日，当时魏邦平也登舰谒见孙中山，请示可否让他调解，孙责魏以大义，勉其效陆秀夫而以文天祥自待。孙说：“宋亡还有文天祥、陆秀夫，明亡亦有史可法。我们今天遭遇叛乱，如果没有文天祥、史可法，则何以对民国已死无数之同志？”钟惺可第二次登舰时，魏邦平也派人随同前来，请示愿任调停之责，其办法为：（一）陈军退出广州城；（二）恢复政府；（三）北伐军停止南下。
　　其实魏邦平所提三点，陈炯明并未答应，陈的求和只是缓兵之计，一方面向孙中山求和，一方面全力收买海军，海圻、海琛、肇和三大舰均被收买，打算径自脱离孙指挥，驶离黄埔，任由鱼珠、牛山的叛军炮台轰击其余各舰。
　　7月8日三大舰叛离图遁的消息经已证实，孙中山乃决心将各舰移驻长洲要塞后方之新造村一带，免被叛军封锁。
　　当晚11时，海圻、海琛、肇和三大舰升火起锚，离黄浦外驶，孙中山乃下令其余各舰自黄埔上驶，经海心冈驶往新造村附近，掩护长洲要塞，以防鱼珠叛军袭击。
　　由于海军三舰退出，战斗实力减弱，孙中山乃决心守卫长洲要塞。9日下午1时，鱼珠炮台的叛军钟景棠部渡河袭击长洲。要塞司令马伯麟部开枪应敌，叛军死伤甚众。可是海军陆战队孙祥夫部叛降陈军，反戈相向，引敌登陆，长洲要塞遂告失守。海上各舰在望远镜下看到，愤恨不已，即向鱼珠叛军轰击，只以距离太远不能收效。
　　马伯麟退出长洲要塞，即登永丰舰向孙中山请罪，孙颇予优礼，同时下令各舰集中新造西方，收容要塞溃兵。孙主张在长洲要塞失守后，惟有进攻东歪炮台，以为海军根据地。马伯麟及部分海军将领认为东歪炮台地形险隘，炮队密布，攻夺不易，就是想通过也很困难，所以大家仍主张把舰队移到西江去活动。可是孙中山坚持原意说：“我们如往西江，必须经过中山、鱼珠各炮台，何况三大叛舰驻守沙路港口，正监视我们各舰行动，就算我们能冲过中山、鱼珠，三大叛舰也会阻挡我们，到那时岂不是进退两难。所以我们唯有出击东歪炮台，驶入省河，别无他途。”各舰长在孙指示下乃鼓勇驶入省河。
　　10日上午2时，孙中山率领永丰、楚豫、豫章、广玉、宝壁等舰由海心冈驶至三江口，天色微明，各舰乃向东歪炮台叛军阵地试射，叛军还击，一时炮声隆隆。当时舰队炮少，叛军据有炮台形胜之地，布置既密，大炮又多，因此各舰只虽然发炮，却彷徨不敢驶进。孙慷慨对各舰下令说：“民国存亡，在此一举，今日之事，有进无退。”9时半孙先以座舰永丰舰率先前进，然后再命其他各舰随后前进，向东歪炮台猛轰。豫章舰长欧阳格最告奋勇，攻击甚为得力。不料舰队刚到炮台附近，叛军两营野炮队早已密布两冈，由四面八方发炮还击，永丰舰中了六弹，船身震荡甚剧，其余各舰亦均受伤。
　　孙中山在枪林弹雨中立于永丰舰的甲板上指挥若定。谢心准请孙入舱，孙不理，亲自指挥舰上炮手开炮，舰上有多人受伤仆甲板上，血迹殷然，孙亲扶伤者下舱，态度镇定而从容。
　　7月10日孙中山率各舰冒枪林弹雨直入白鹅潭。永翔、同安二舰亦随从来归。当时广州税务司夏竹和英商惠尔来谒，夏竹先问：“总统是否来此避难？”孙说：“这是中国领土，我当然可以自由往来，你怎么可以说我是避难？”夏说：“只因白鹅潭是通商港口，接近沙面，万一战事发生，恐怕牵及外国兵舰。不如请总统离粤，以使广州商业不受影响。”孙听了大为生气，不过没有流露出来，只是庄严地说：“这话不是你所应该说的，我生平只知道公理和正义，不畏强权，不服暴力，决不怕无理的干涉。”夏竹为之悚然。英商惠尔在旁听了肃然起敬说：“总统真是中国的伟人，谁说中国没有人才，我今天亲见总统的大无畏精神，令人无限景仰。”两人乃告辞而去。
　　接着海军部长汤廷光来函，请求孙中山停战，自己愿负调停之责。孙乃立即复了一信云：“专制时代君主尚能死社稷，今日共和国家，总统死民国分所应尔。如叛徒果有悔过之心，则和平解决，吾亦所愿也。”第二天孙正在慰劳海军将士，忽接汤廷光送来议和条件，完全以敌体相待，并限于第二天12点为答复期限。孙看了勃然震怒，即令秘书起草答复，信内有云：“叶逆等如无悔过痛改之诚意，即如来函所云，准以明日十二时为限可也。”
　　19日孙中山再督军舰猛攻前山炮台，予叛军以打击。
　　这时，由于孙所率军舰驻节白鹅潭后，与外人之战舰鳞次栉比。陈炯明、叶举等有投鼠忌器，势难炮击，生怕发炮不慎波及外人，惹出交涉。可是谋害孙之心并没有稍戢，曾暗中和桂系周天禄商量，周天禄主张以水雷去袭击孙的座舰，叶举乃许周天禄，如果奇袭成功的话，即任命周为水警厅厅长。周于是赴广南船澳和他的同事徐直等制造水雷，并教授徐直以施放水雷之法。于是徐直率同事三人携同水雷，自驾小轮潜向白鹅潭进发，迨放置水雷后即遄返广南船澳向周天禄复命，大家以为计时可以成功，于是置酒猜拳，兴高彩烈，以为永丰舰必被炸为齑粉。
　　19日10时，白鹅潭海面隆然一声，水花怒放，可惜这个水雷系用白铁火水罐，内贮炸药15磅，炸力微弱，又值潮水涨满，永丰舰移动，距爆炸处远，故未击中，徐直等复乘小轮往观动静，见永丰舰无恙，相顾失色，正拟转舵图脱，为乘电船来追之水兵捕获，查出真相。由于白鹅潭内有英、美、日军舰，叛军乱放水雷足以威胁外舰安全，故各国领事向叛军提出抗议，叛军这项行动乃告中止。