終於，楊希閔、劉震寰於五月二十日夜發動了武裝叛亂，徐飛狐於當晚就接到了黨部發來的要求回援廣州的電報，於是於第二日，從梅縣出發誓師回廣州平定叛亂。從梅縣到廣州，徐飛狐帶先頭部隊輕裝日夜兼程，終於於五日後到達廣州城外圍。

經過五日夜的激戰，廣州衛戍區部隊也損失的差不多了。而徐飛狐明目張膽的輕裝急行軍，給了敵人一個疲憊之軍的印象。到達外圍之前，徐飛狐即命隱蔽待命的學生軍之第一團、第二團於二十六日到達外圍與自己會合，而從梅縣來的部隊則原地休息。還命城內的部隊於二十六日夜把敵人的指揮部給端了。是夜十點左右，一直守在指揮室的徐飛狐，終於接到了偷襲成功的暗語――刺秦成功。於是命令全軍開始進攻。由於滇、桂兩軍中有不少是從黃埔畢業的學生，所以在看到是徐飛狐反攻回來之後，反而倒戈相助，攻打起了叛軍（這與在校期間的教育和特科對敵策反工作是分不開的）。

由於敵失去指揮，所以徐飛狐在一夜之間就把廣州城控制在了自己的手裡。經過幾天的努力，在粵軍和學生軍第二團的打擊下，楊希閔、劉震寰在廣東的勢力被徹底的消滅了。第二團在勝利之後，立即分散到各區縣，幫助當地建立各級政府機關（當然是徐飛狐的基礎支持者了）。在這期間，徐飛狐還命何應欽率所部西進廣西，助李宗仁拒敵。

六月六日，國民黨中央黨部任命徐飛狐兼任廣州市衛戍司令。

六月七日，在徐飛狐的要求下，廣州大元帥府發出通電，聲討唐繼堯，並派遣粵軍範石生部和學生軍劉峙的第二團入桂增援李宗仁。（唐繼堯也想趁孫中山先生去世之後廣州政府的權力真空來分食，結果被李宗仁所拒）。

1925年七月一日，廣東國民政府成立，汪精衛任主席，徐飛狐被選為軍事委員會八名委員之一。軍隊也進行了改編，編為六個軍：黃埔學生軍和一部分粵軍編為第一軍，由徐飛狐任軍長，周恩來任政治部主任；湘軍為第二軍，軍長譚延凱（沒有這個字只能用同音字代替了，不好意思）；滇軍為第三軍，軍長朱培德；粵軍為第四、五兩軍，第四軍軍長李濟深，第五軍軍長李福林；湘軍程潛部編為第六軍，軍長程潛。

到目前為止，徐飛狐所擔任的本兼各職是：軍事委員會委員、國民革命軍第一軍軍長、黃埔軍校校長、廣州衛戍司令、長洲要塞司令，全部是軍職，黨政方面沒有職務，未能進入中央決策圈。

這之後，徐飛狐更加的高喊左派口號，積極同共產黨及國民黨左派搞好關係，由於徐飛狐以前的表現，被共產黨稱為“無產階級的朋友”。

八月的廣州，正值盛夏，氣候異常炎熱而沉悶，天公似乎在以它的煩躁向人們暗示著一場突然的危機。

20日上午九時許，一輛黑色小汽車來到中國國民黨中央黨部門口停了下來，從車上下來三人，他們是中華民國國民政府委員、財政部部長、國民政府軍事委員會委員兼廣東省財政廳長廖仲愷先生，國民黨中央婦女部部長何香凝女士，以及國民政府監察委員陳秋霖。廖仲愷和陳秋霖一下汽車，便健步登上通向大門的石階。一階、二階、三階，突然，從騎樓底下的石柱後面躥出兩個暴徒，向廖仲愷開槍射擊，廖仲愷和陳秋霖當即中彈仆地，鮮血染紅了石階。何香凝一見有人行刺，一面大喊捉人，一面撲向廖仲愷，當她低頭看扶廖仲愷時，又是一陣槍響，子彈擦著頭頂飛過。黨部衛兵聽到槍響，尋聲趕來，向兇手追擊，射中一人，餘者都奪路而逃。何香凝等人急忙把廖仲愷等抬上汽車，馳往東門外百子路公醫院搶救。但廖仲愷終因傷勢過重，所遭四槍皆中要害，途中與世長辭，時年僅48歲。

噩耗傳來，國人痛悼。國民政府在距孫中山辭世不到五個月的時間內，又失柱石，立時陷進一陣恐慌和驚亂之中。我立即以衛戍司令名義，宣佈廣州市戒嚴，有權審查任何個人與黨、政、軍機關。國民黨黨部任命由徐飛狐、汪精衛、許崇智組成“處理廖案特別委員會”。二十五日，因胡漢明對廖案負有政治責任而被押解到長洲要塞看管。並由特科行動科暗中進行佈置，最後一切矛頭均指向了許崇智和汪精衛。最終迫使胡漢明、汪精衛出國。

九月十八日，軍事委員會決定：廣州衛戍司令徐飛狐“全權處置粵局”。十九日深夜，徐飛狐將粵軍總司令兼國民政府軍事部長的許崇智軟禁。二十日，將許崇智押送出廣州城，罪名是其部下與刺殺廖案有關，許崇智本人私吞公款，並將許崇智的部隊編入第一軍。至此，徐飛狐成為在軍事方面最有實力的人物。