即使蒋长期不在职，孙中山仍十分信任他。1920年11月底，蒋终于返回广州，发现给他的职位是重建的军政府内政部部长，而这并不合他的胃口。
另一方面陈炯明已开始建立自己的势力，他的职务头衔甚至超过了孙中山：陆军部长、广东都督、粤军总司令、两广最高检察长。
1921年1月12日，在广州召开国会议员大会，进行投票选举。儘管代表不足法定人数，孙中山作为“革命之父”已数次成为正义力量的领袖。这一次，孙中山希望通过法律程序成为当然的领袖。4月，国会议员选举孙中山为全国非常大总统。5月5日，孙正式宣誓就职。
儘管许多传记渲染孙中山和蒋介石的亲密关係，但有一点很明显，孙中山从来就未认真考虑蒋介石的建议，也未将他当作自己的知心朋友。蒋介石再三劝告孙中山不要搞这个选举，因为这种选举未达法定人数，缺少法律效力；而且一旦南方联合瓦解，不再效忠政府，这种选举便毫无意义。蒋介石争论说，任何不同意见都应被考虑。
蒋介石最后这次负气离职，时间近三个月。他不断受到各个方面的压力，要求他回广州。为孙中山效劳。他最后竟失去耐心，将国民党的说客给打发走了。1921年1月5日，蒋就他的行为写信表示道歉：“我脾气暴躁，行为鲁莽，……事后反省，深感惭愧，意识到自己太可笑了。”
孙表示原谅他的行为，但也说：
“我兄——你过于固执己见，实为不可救药。任何小事于你不满，你都火冒三丈。”
蒋介石自己回忆说，在读了来访者带来的信后，他感动得几乎流泪，他决定返回广州。
陈炯明在击败他的对手桂系军阀后，手下已有几个师组成的庞大队伍，这时，他准备在中国南方建立自己的封建割据势力。因此，他对孙中山的继续西伐桂系的命令拖延不理，更不用说蒋介行的任何建议了。
1921年2月在在广州，蒋介石已察觉出陈炯明的野心，但孙中山还不相信。
蒋之所以仍然回到广州，一方面是由于孙中山再三催促，另一方面是他一直渴望有机会彻底剷除广西的残余桂军。此时，这位内政部长最愁的是缺乏经费，因此暂时还顾不上向陈炯明挑战。蒋介石认为，征收关税是筹集资金的最佳办法，但问题是在北京的外国使馆和公馆不承认广东军政府，拒绝与之合作，而陈炯明也支持外国使馆的态度。正是这个原因，促使孙中山进行选举，以当选非常大总统。因为这样一来，就使得他和北洋政府的首脑一样，具有平等的法律地位。
1921年5月，蒋介石写信给孙中山，表示完全反对这个选举计划。他认为：广西的军阀还未彻底清除，西南部也还未得到控制，此刻没有时间进行选举。更何况，选举因议员不够法定人数而缺乏法律依据，他写到：“在平息广西的叛乱后，我们可望继续向东北进军、直捣敌人的心臟”。他还充满信心的写道：“统一全中国并非一个非常艰苦的任务”。在信的最后，他再次提醒孙中山不要轻信陈炯明。
孙中山并未重视蒋介石的这封信。蒋介石没有参加广西战役，6月14日他母亲去世，他立即赶了回去，一直呆到11月他母亲安葬完毕。这期间，他除了几次返回广东外，大部分时间都在溪口，孙中山未出席葬礼，但他为蒋太夫人写了一篇感人的悼文，并在葬礼上由人代读。
正如蒋所判断的那样，陈炯明开始背叛革命。1922年3月21日，粤军高级军官、蒋介石的朋友邓铿被暗杀。陈炯明涉嫌很深，但没有确凿的证据可以指控他。陈炯明有很大的可能暗杀邓铿，因为邓铿非常忠心于孙中山。陈炯明计划排挤或除掉孙中山周围的高级军官，使其孤立无援；然后他再逼迫孙中山推迟甚至放弃北伐计划。
蒋介石强烈要求孙中山将他的部队秘密开进广州，重建其大元帅的权威，然后清除广西残余桂军，最后出征北伐。
4月，孙中山的部队开到广州。这时，陈炯明拍电报给孙中山，请求辞去他的几个主要职务——这是传统的拉开距离的中国方式。孙中山批准了他的辞呈，但要求他仍留任陆军部长职，陈炯明拒绝孙中山的挽留，将他的部队开回老巢——广州东部的惠州，在那里静观事态的发展，等待时机。
蒋介石强烈要求进攻惠州，然后平定广西，但孙中山又一次拒绝了蒋介石的建议。恼怒之下；蒋介石回到上海。4月22日他写信给陈炯明，呼吁他与孙中山团结合作，参加北伐。陈炯明未予理睬。
陈炯明与北方军阀的暗中勾结现在公开化了。这些北方军阀都有自己的代表在北京政府内任职。北洋政府致电孙中山，要求他辞职，陈炯明及其手下公开支持这种要求。
6月16日，陈炯明倚仗北洋政府在政治和军事上的支持，公然派他的部队炮击孙中山的官邸，企图谋害孙中山。
这时，蒋介石还在上海，他后来回忆说，陈炯明曾向他的部下许诺，如果能杀死孙中山，则犒赏20万美金，他还要洗劫广州城三天。
孙中山坚持到最后，只是在他的同志们的劝说下，才离开广州。在广州的大街上，他一度与叛军相遇，但侥倖的是未被认出来，孙中山逃到停泊在黄埔港的“永丰”号军舰上。
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