1926年3月20日，蒋介石策动“中山舰事件"后，原国民党中央主席兼军事委员会主席汪精卫被排挤出国，蒋介石自任国民党中央主席、中央组织部长、军事委员会主席、军人部长、国民革命军总司令、中央军事学校校长，集党权、政权、军权于一身。他分裂党反对迁都武汉，在南昌另立中央，搞个人军事独裁。武汉国民政府针对这种情况，于1927年3月10日至17日，在汉口召开了中国国民党二届三中全会，通过了《军事委员会组织大纲》、《总政治部组织大纲》、《国民革命军总司令条例》，进一步明确了武汉国民政府的军事领导体制。

第一，国民党中央执行委员会下设军事委员会，作为国民政府最高军事行政机关。它由中央执行委员会全体会议于最高级军官中选出委员9人~13人，并于不任军职的中央执行委员及候补中央执行委员中选出委员6人，共同组成。军事委员会委员由中央执行委员会全体会议选举产生。军事委员会不设主席，只设7人主席团，由中央执行委员会全体会议指定，并须有不任军职委员3人，军事委员会主席团执行中央委员会军事决议及军事委员会全体会议的决定,并处理日常军事事务。

主席团决议及发布命令，须有主席团委员4人签名才能生效，军事委员会主席团决议命令须有过半数签名才能生效。军事委员会下设总政治部，由军事委员会领导，不再属总司令部，专任军队的党务和政治工作。为统一指挥，设国民革命军总司令，为军事委员会委员之一。出征动员令，须由军事委员会议决，经中央执行委员会通过，交总司令执行。由此可见总司令的权力受到了限制。另外，在军事委员会下还设有参谋、军事制造、海军、陆军、航空、经理、审计、秘书、军事教育管理各处。

第二，军官任免受中央执行委员会控制。总司令、总政治部主任、前敌总指挥、军长等职，由军事委员会提名，经中央执行委员会通过任免。团长至师长及其同等级别军官，由军事委员会全体会议通过任免。全体会议不开时，由主席团通过任免，但须经全体会议追认。

第三，车事委员会控制军队建制编制、军械及经费。

第四，军事委员会管理军事教育。所有军事院校均改校长制为委员制，并置于党的领导下，学校的政治教育严格地受军事委员会总政治部领导。

第五，军事委员会及军事委员会主席团所议决的重要议案及办法，须经中央执行委员会通过方能生效。这就从根本上保证了党对军事的领导。

武汉国民政府建立军事委员会后，为了继续北伐，重新组建了集团军,共建三大集团军。

第一集团军 总司令蒋介石，包括四个方面军：第一方面军总指挥何应钦，前敌总指挥白崇禧；第二方面军总指挥程潜，前敌总指挥陈调元；第三方面军总指挥李宗仁，前敌总指挥未详；第四方面军总指挥唐生智，前敌总指挥靳云鹗。以第三军为总预备队，总指挥朱培德。

第二集团军 总司令冯玉祥，包括：中央军，由第一、第三、第四、第五、第六、第十三路军，独立第五、第十、第十一师及骑兵4个旅、炮兵1个旅组成。

东路军 总司令刘镇华，由第二十三、二十四、二十五、二十六路军组成。南路军 总司令岳维峻，由第八路、第十二路军和2个独立师、4个独立旅组成。北路军 总指挥宋哲元，由第七路军及独立第一、第八、第二十三师组成。右路军 总司令孙连仲，由第十四路军及2个独立旅、1个骑兵团组成。张耀枢师开抵邓县内乡后，也编入该军。

第三集团军 总司令阎锡山。

此外，杨树庄为海军总司令，王允恭为党代表。据《汉口民国日报》社调查统计，国民革命军北伐后，共有30个军，计103个师及20个旅。另有暂编7个军和独立第九师，以及收编先遣、别动、航空、海军、暗中响应北伐的军队，总人数不下一百数十万。