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这一边，当陈炯明被孙中山罢黜的消息传出，驻守在广西的粤军，顿时沸反盈天。1922年５月８日，孙中山委任陈炯明的部下叶举为粤桂边督办，以示对粤军的信任。然而叶举并不领情，5月20日，叶举率驻桂之粤军第一军所部50余营突然开入广州。同时，发电要求孙中山恢复陈炯明粤军总司令和广东省省长职。
汪精卫和马君武等到惠州征求陈炯明的意见，陈炯明信誓旦旦地说：他从党谊和人格起见，必无反对先生之理，对于部下各将领，也一定完全负责；倘有不听命令，而反对先生者，他唯有自杀以谢国人。
此时的陈炯明似乎并未最后下定反叛的决心，但随着矛盾的不断激化、升级，终于使他作出“天下大不韪之举”。
1922年6月1日，孙中山自韶关到达广州，一是想震慑陈炯明部队的滋闹，二来想让前方将士，知后方并无变故，可以安心前进。到广州后，孙中山想马上召见叶举等当面谈话，解决军饷和移防问题，但叶举却借故在一天前离开了广州。孙中山非常愤怒，曾密令海防司令陈策开炮轰击“陈家军”，但被劝阻。
陈炯明则在惠州隐居。各界吁请陈炯明回省的函电，铺天盖地，见诸报端；前往劝驾的使者，车水马龙，络绎不绝。甚至连陈独秀也到了惠州，劝陈炯明不如加入共产党，领导华南地区的革命。
6月2日，孙中山在总统府设宴招待粤军将领，竟没有一个高级军官应邀前来，只来了几个中下级军官。
孙中山一连拍了三封电报，要求陈炯明立即到广州面商一切，又派人到惠州催驾。但陈炯明拒绝在这个时候到广州。他说，在省城军队撤出之前，他都不打算到广州。陈炯明曾经说过，一旦粤军叛孙，则“天下之恶皆归焉”，他不在这个时候去广州似乎是为了避嫌。
然而，局势在继续恶化，6月3日，叶举宣布广州戒严，大街通衢，遍布岗哨。6月12日，孙中山邀请广州报界出席茶会，决心通过报纸，向陈炯明摊牌。孙中山不仅将他与陈炯明的矛盾公之于众，而且还语气颇为严厉地说：
现在我得向你们全体提出请求：请你们在10天内，以同一口径对他们发出警告。告诫其撤到距离广州30里以外地区。若他们置之不理，时间一到，我将用3寸直径的大炮发射有毒炮弹轰击他们。我会提前9小时发出通知让市民躲避，接着的3小时内，达姆弹将落到他们头上。那样的话，他们60余营的兵力会全部完蛋。
炮轰总统府（2）
据记载，说这番话的时候，孙中山的表情十分愤怒，显然有些话已有情绪成分，但孙中山显然忽略了这个事实：此时陈的部队有5万余人在广东，孙中山只有500名的卫队，双方实力相差实在太悬殊了。
双方的火药味越来越浓。6月15日深夜，粤军高级将领在郑仙祠召开紧急会议，决定发动军事政变，驱逐孙中山下台。就在这危急关头，“陈炯明在惠州派秘书陈猛荪持亲笔信劝止叶举……信大意说孙中山出兵北伐如果能胜固好，如其失败，我以陆军部长身份暂将部队调返东江训练，做充分准备，到时仍可收拾残局。陈猛荪持信送到郑仙祠。叶举阅后，当着陈猛荪的面将信掷落地上，说陈炯明不知军事，还说：回东江哪里找吃的？叫陈猛荪回报陈炯明事情已不容不发……陈炯明怒不可遏地把茶盅也打碎了。”
叛乱终于发生了。6月15日，叶举先是通电要“孙中山与徐世昌同时下野”；当晚又在白云山下司令部召集旅以上军官会议，会上有人主张立即冲进总统府活捉孙中山，有人主张先炮击总统府，将孙中山赶出广州。最后决定炮击方案，并确定熊略为行动指挥官。熊略受命后，认为孙中山待人不薄，遂派亲信到总统府向孙中山秘书林直勉暗中通报。
其实早在当晚10点，总统府已接到一军官电话：“今夜粤军或有不轨行动，将不利于总统，务请总统离府。”但孙中山认为是谣言，不肯信。当林直勉12点又得到类似消息时，孙中山仍不肯相信，他说，当年陈炳焜、莫荣新在广州如此作恶多端，尚不敢公开叛乱，何况陈炯明、叶举等人跟随自己多年，粤军第一军是一手培植起来的，不会敢于公然发难。当时，观音山总统府只有50多名卫士，所有的武器，就是34支手提机关枪、一万多发子弹。队长姚观顺直接负责保卫孙中山与宋庆龄所住的越秀楼。
16日凌晨1点钟，已经能听见总统府外的部队的集结声和嘈杂声音了，林直勉等三人再来劝孙中山离开，可是孙中山说：陈炯明“胆敢作乱，我便要负平乱之责，如力不如，唯有一死，以谢我四万万同胞。”已是凌晨三点，林直勉仍无法劝说孙中山离开总统府，见情势越来越危急，林直勉只好强挽着孙中山离开了总统府。
这是宋庆龄后来对当天所发生回忆：“6月15日之夜2时，我正在酣梦中，忽被先生叫醒，并催速起整装同他逃出，他刚得一电话，谓陈军将来攻本宅，须即刻逃入战舰，由舰上可以指挥剿平叛乱；我求他先走，因为同行，反使他行动不便，而且我觉得个人不致有何危险，再三婉求他，始允先行，但先令50名卫队全数留守府中，然后只身逃出。”
孙中山从总统府右侧的粤秀街走出，他身穿白夏布长衫，戴墨晶眼镜，很像个医生。在街上碰到叛军，林直勉说：“我的父亲患了重病，所以不得不深夜请医生到家里诊治。”泰然自若的孙中山并没有引起叛军怀疑。一路上，他们又数次与叛军遭遇，但是孙中山的态度一直很从容，他们沿着长堤一直走到海珠公园附近，公园是江中心一个不满1000平方米的小岛，当时海军的总司令部就设立在这里。
他们雇了小船渡河前往海珠军部。行至河中时，有哨兵喝止，喊口令，而他们又答不上来。紧急之下，林直勉大声喊：我是总司令的朋友，来自总统府，有要事报告。海军总司令温树德亲自出来，林直勉说：“大总统在此。”这才登岸。
叶举部署了第二师4000多叛军围攻总统府，但他们的多次冲锋均被总统府卫队击退。下午4时，总统府终被占领，财物被抢劫一空，大批文件被烧毁。
叛军从后门冲进来时，卫士马湘和黄惠龙护着宋庆龄从前门逃出来，埋伏在附近的叛军冲过来的时候，马湘把自己手中的50多枚银元撒在地上，趁叛军抢钱之时，匆忙躲进了对面小巷的一家开着门的民宅中。
宋庆龄后来写下了《广州脱险》一文，详细记述了她在叛军枪林弹雨中脱险的经过，被她称为“将来自传中最动人之一章”。
他走了半小时以后……忽有枪声四起，向本宅射击……叛军喊着：“打死孙文！打死孙文！”
到了8时，卫队的枪弹几乎用完，队长劝我下山……我们4人，在地上循着那桥梁式的过道爬行……我们四面只听见流弹在空中飞鸣。有一二回正由我鬓边经过。后来，我再也走不动了，凭两位卫兵一个抓住一边肩膀扶着走。我心想再也熬不过了，请他们把我枪毙。四周横七竖八躺的都是死尸……
我们跑过一家矮小的农舍去躲避，我昏倒在地……枪声沉寂之后，我化装成村妇，不知走了多少路，最后来到了一位同志的家中……那夜通宵闻见炮声……最后听见战舰开火的炮声，才使我如释重负，知道中山先生已安全无恙了。
那天晚上，我终于在舰上见到了中山先生，真是死别重逢。
一路艰辛的宋庆龄终于住进了中山大学的校长钟荣光家，由于过度紧张和劳累，她在钟家流产了，这也是她一生中的唯一一次妊娠。这一路的磨难对于她而言是九死一生，而她在此事上表现的临危不惧和几年来辅助孙中山先生的功绩，使国民党中原来一些对他们婚姻不满的党员也开始对她刮目相看。
“永丰”舰上的55日
从1922年6月16日到8月9日的55天，孙中山一直住在永丰舰上。这艘舰是1910年向日本订购的，1917年，北洋舰队第一舰队司令林葆铎拥护护法运动，脱离北京政府，率领舰队开赴广州，自陈叛乱后，孙中山一直以此舰为座舰指挥舰队和陈的叛军作战，他逝世后，此舰改称为“中山”舰，装有8门大炮，1938年在对日作战中，中山舰被日军击沉，沉没在武汉附近的长江金口，全体官兵殉国。
孙中山移驻“永丰”舰后，外交总长伍廷芳即来谒见。孙中山嘱伍廷芳尽快把广州叛乱的情形设法转告北伐诸军，速回师广州，平息叛乱；再将陈炯明等叛乱内情转告外国驻穗使节，以争取国际上的声援。年逾80高龄的伍廷芳因此悲愤交加，旧病复发，几天后便溘然长逝。孙中山闻迅后悲痛不已。
6月17日，孙中山在“永丰”舰上召集海军诸将商讨平叛办法，决定将泊在珠江江面各舰集中到二沙头江面，炮击叛军；同时派人和广州市卫戍司令魏邦平联系，着其率陆上部队配合平叛行动。下午，孙中山亲率“永丰”、“永翔”、“楚豫”、“豫章”、“同安”、“广玉”、“宝璧”等舰驶入珠江，向大沙头、白云山、沙河、观音山等处叛军据点发炮轰击。
6月18日，“陈炯明以巨款派人运动海军内变，幸海军上下，一心一德，服从总统命令，始终如下，不为利诱。”6月21日，陈炯明控制下的广东省议会通电宣称“推举”陈为“临时省长”，同时敦劝孙中山“下野”。23日，海军各舰以全体官兵名义发出通告称：
我海军各舰人员，只服从护法之孙大总统。所云服从陈逆炯明，即谓我海军人员弃顺投逆，断无是理。
25日，海军全体官兵宣布加入中国国民党，表示效忠孙中山。而这一天，宋庆龄化装离开广州，经香港乘船到达上海，住在父母家里。6月29日，在宁波老家接到孙中山电报的蒋介石登上“永丰”舰，与孙中山合面。孙中山非常高兴懂军事的蒋来到身边，说：“蒋君一人来此，不啻增加了二万援军。”孙中山将海上的指挥权交给了他。后来，孙中山回忆这段情况时说：蒋“日侍予侧，而筹测多中，乐与予与海军将士共生死”。而陈炯明知道蒋来的消息，惊惶失措：“他在先生身边，必定出许多鬼主意。”
7月1日，中山大学校长钟荣光带来陈炯明的亲笔信，来“永丰”舰上请求和解。陈炯明信中声称自己悔过，希望孙中山“保全人道、以召天和。”孙中山置之不理。不久魏邦平又来舰上，表示愿意为双方和解效力，孙中山则义正辞严地否定：
宋代之亡，尚有文、陆；明代之亡，亦有史可法等。而民国之亡，如无文天祥其人，则何以对民国已死无数之同志， 垂范于未来之国民，以自污其民国十一年来庄严璀璨之历史，而自负其30年来效死民国之初心乎？
7月8日夜里11点，被陈炯明部收买的“海圻”、“海琛”、“肇和”三大舰升火起锚，离黄埔港外驶。当时岸边的鱼珠炮台已经落在叛军手中，一直向长洲要塞的司令部炮轰，9日下午，长洲炮台也宣告失守，于是孙中山领导的舰队就在两岸的炮轰之下，孙中山命令各舰驶入黄埔背后的一条小河转移，当时各舰官兵都觉得孙中山命令失误，因为此河平时连大轮船都没有走过，但是又不能违抗命令，幸运的是，各舰都从小河驶过——孙中山至此才说，当年广州雨水较大，加之孙中山前段时间制定《实业计划》时，跑遍了广州郊区，有了很多的河流水利方面的知识，他当时是知道这小河也能行走军舰的。
7月9日，孙中山决定将舰队停泊在白鹅潭，因为此处靠近外国人停泊之所，叛军不敢进犯。可是从新村驶往白鹅潭有段必经之路河面狭窄，河中心和两岸还有敌军的野战炮队，舰队很难穿过，10日7时，舰队靠近车歪炮台，叛军野炮由四面八方向“永丰”舰发射。“永丰”中弹，船身震动，其余各舰也受微伤。
在双方激战时，孙中山一直站在甲板上指挥，还频频叮嘱：“子弹要爱惜，瞄准了才好放。”蒋介石等随侍在他身边。有人劝孙中山入舱暂避，可是孙中山还是说：“你以为舱下就安全吗？其实是一样的。”
孙中山一面为受伤的官兵包扎伤口，一面对大家说：“作为革命党人，就有万死一生的危险，但是不要灰心。”炮火暂稀，孙中山才下舱看书。这时蒋介石仍守在舵楼，注视着时针，约20分钟后，“永丰”终于通过炮台，化险为夷。各舰也相继通过炮台，直入白鹅潭集中。
刚下锚，广东海关的英国税务司的夏利士就登舰求见孙中山，劈头就问：“你到这里来，是不是避难？”孙中山很不客�