這時蔣介石思忖這是一個重要時刻，決定應召南下。他在上海停留了幾天就奔向廣東，在香港租了一隻小船，越過海麵，進入珠江口，直奔永豐號。
29日，蔣介石登上永豐艦。一見麵，孫中山萬分激動地握住他的手說：“蔣君一人來此足當兩萬援軍。”可見他十分信賴蔣介石的軍事才幹。這艘炮艦就成為了他們的海上指揮部，之後的五六十天裏，他們一直在船上組織反擊。蔣介石幫助孫中山出謀劃策，應付複雜局麵。針對陳炯明分化瓦解海軍艦艇，並以炮火威脅永豐艦的詭計，蔣介石協助孫中山率隊移泊黃埔附近的新造河麵，決定率艦進駐白鵝潭。
7月10日，永豐、楚豫、豫章等艦攻擊車歪炮台，衝過叛軍的炮火封鎖，蔣介石站在舵樓上指揮艦隊前進，並勸說孫中山進入底艙休息。雖永豐艦被炮火擊傷，但孫中山的3艘軍艦終於泊入白鵝潭，等待北伐軍回師剿滅叛軍。
此時正是盛夏，艦上燥熱，又缺少青菜和淡水，蔣介石冒著危險上岸尋找食物，晚上自睡在甲板上擔任警衛。他們唯一的消遣就是閱讀《福爾摩斯探案集》。在這漫長的日子裏，蔣介石還收斂了之前暴躁的脾氣，與大家輪流清洗地板，進行一些雜務的工作。
果然，孫中山對蔣介石拚死相隨、謙卑恭敬的表現印象極佳，認為這位年輕的軍官堪負革命大任。然而，不利的消息接連傳來，先是艦隊內部的三大巡洋艦叛變投敵，接著是北伐軍第一師又變節投敵，然後是許崇智的軍隊受阻，導致永豐艦上的孫中山孤立無援。
8月9日，孫中山聽取蔣介石的建議，在蔣介石的護送下，化裝前往香港，再轉道去上海，以便謀求下一步的對策。
永豐艦上的遭遇證明了蔣介石確實並非浪得虛名，自他統兵應險以來，情勢發生了逆轉。蔣不但協助孫中山從陳炯明的炮火夾擊中脫險，最後更是在孤立無援的條件下，乘坐英國的輪船平安脫險，保全了性命。
永豐艦赴難之後，其實蔣介石也是心有餘悸，久久不能從兵荒馬亂的動蕩中安靜下來。在寧波逍遙一些時日後，他的心境恢複，並開始回憶那激流勇進、身先士卒、不畏艱苦的千裏一躍，遂提筆作《孫大總統廣州蒙難記》，後又遊覽太湖，興趣大作，再題《孫大總統廣州蒙難記》之跋。完後交與孫中山。這篇文章不僅記錄了自己在永豐艦上與孫中山共同患難的日日夜夜，吹捧了孫中山如何臨危不懼，反擊了粵軍的叛變，也抬高了自己，將自己和孫中山的親密關係和患難深情大肆渲染了一番。
孫中山特意為此記撰序曰：“陳逆之變，介石赴難來粵，入艦日侍餘側，而籌策多中，樂與餘及海軍將士共生死，茲紀殆為實錄，亦直其帶犖犖大省，其洋乃未遽實仆數，餘非有取於其溢訶，僅冀掬誠與國人相見而已。”對蔣在此劫難的功勞給以再度褒揚。
其實這本完整的《蒙難記》對蔣介石來說其全部意義在於孫中山的序言上，蔣介石作此文的動機包括有促使孫中山對自己的表現做出肯定和永久性紀念，文在功在，功在人在。而對孫中山來說，其意義在於又發現了一個信得過、提得起的心腹將領。
一方麵，在永豐艦赴難後，孫中山完全信任了蔣介石，不遺餘力地滿足蔣介石的政治需求。另一方麵，蔣介石的《蒙難記》和孫中山的序言使得這件逸事成為正統承認的官方文案。這個資本成為之後他角逐孫中山接班人的有力砝碼，在之後的權力之戰中發揮了極大的作用。蔣介石的青雲直上已經指日可待。
孫中山逃走後，陳炯明燒了他在廣州的住宅，銷毀了他的全部手稿，隻留下幾封信件，證明了孫中山在走投無路的情況下，即將求助於蘇俄。
1923年1月18日，孫中山和宋慶齡在莫裏哀路的公館宴請蘇聯外交官越飛。越飛終於說服孫中山相信蘇聯對中國並無野心。蘇聯答應資助、指導並支持孫中山和國民黨重新奪取權力，但是，孫中山必須先收複華南基地廣州，以展示實力；同時，為了表示政治誠意，應當讓羽毛尚未豐滿的中國共產黨先加入國民黨。
孫中山果然吉星高照：他離開華南之後，那裏的形勢發生了急劇變化。舊部陳炯明叛變把他逐出廣州之後，孫中山立即同鄰省雲南、廣西與陳炯明作對的軍閥建立了新聯盟。這兩省軍閥的部隊，與孫中山北伐軍的殘部和陳炯明部下的逃兵會師，圍困廣州。陳炯明很識時務，他表示對政治已經厭倦，決定下野，順利逃亡香港。孫中山此時可以直接回到廣州，恢複大總統的職位，這意味著他已經達成了莫斯科援助的第一步條件。
這次，孫中山為了宋慶齡的安全起見，把她隱蔽在廣州市外珠江下遊一座島上的舊廠房裏。珠江是天然屏障，房屋結構十分堅固，經得起炮轟。這三層建築每層外麵都有陽台，棕櫚和紫茉莉蔥鬱成蔭。一樓是孫中山的辦公室，樓上改成了寬敞的居室。武功高強的衛士把守門口的要道，保證不會再有危險發生。
5月時，俄國人在確信孫中山已經在廣州站穩腳跟後，發出電報說：援助物資已經發出。由此，孫中山走上了國共合作的道路。
3.孫中山撒手人寰
蔣介石從1920年起便有意去蘇聯學習他們的軍事、政治，尤其是特工手段。他屢次三番求孫中山派他去莫斯科，終於在1923年8月如願以償。原本他想要在蘇聯住上五年甚至十年。但是到達那裏之後，他才發現自己和蘇聯是格格不入的。三個月後，他急於回國。但這段經曆已經足夠他在國民黨的同輩成員之中進行炫耀。他知道蘇聯人將會幫助國民黨在廣州附近建立新式的軍事學校。如果他能夠掌握這所軍校的領導權，也就能夠掌握軍隊。他親自去過蘇聯，這比其他任何競爭對手都更有資格。
支持蔣介石的保守派在上海和廣州兩地拚命為他遊說，他卻清閑地在家中坐等孫中山來請他出山。1923年12月26日，他接到了一份電報，請他“全權負責”黃埔軍校。電文說：軍校的組成“非君大力籌劃不可”。30日，孫中山又發來電報，催他去廣州“彙報情況並共商中蘇合作大計”。
1924年1月24日，孫中山委派蔣為黃埔軍校籌備委員長。剛一個月，蔣就認為孫中山不會把校長的位子給他，所以辭去了籌備委員長之職。他回到浙江後，又寫了一封長信給孫中山。信中把不少孫中山認為忠誠能幹之人都說成是機會主義者的諂媚之徒。他說：孫中山需要的是像他這樣真正忠實可靠的人。他還提醒孫中山，1922年孫中山在廣州蒙難的時候隻有他一個人誓死相隨。
孫中山看了中央執行委員會轉來蔣介石的辭呈，便提筆在蔣的辭呈上批了這樣的幾句話：“該委員長務須任勞任怨，勉為其難，從窮苦中去奮鬥，百折不回，以貫徹革命黨犧牲之主張。所請職，礙難照準。”
經過國民黨右派的一番活動，孫中山終於讓步了。1924年5月3日，蔣介石正式出任黃埔軍校校長。他仿佛看到權力在握，日益意氣風發起來。而孫中山的身體卻不斷在走下坡路。
孫中山決定去一趟北京，希望同控製北方首都的軍閥馮玉祥攜手結成同盟，壯大勢力。到11月12日，孫中山已滿58歲。他患有消化係統的疾病，滴酒不沾。離開廣州前，為預防不測，他任命主要助手擔任了政府要職，還把國民黨執委會的高級成員、黨內右派胡漢民任命為“代理大元帥”，以安撫上海國民黨的保守派支持者。
1924年12月4日，孫中山抵達天津，滿懷希望地和奉係軍閥進行會談。但是他的身體卻徹底垮了。宋慶齡在他的床榻前整整服侍了三個星期。12月31日，他乘列車抵達北京，卻因為病得太重，不能向成群結隊來歡迎他的民眾發表演講。1月26日，協和醫院的專家發現他的肝部有一塊惡性腫瘤。
孫中山得了不治之症的消息傳開之後，他的親密同事紛紛趕到他身邊。但他三名最重要的助手——胡漢民、廖仲愷和蔣介石卻留在了廣州。
臨去世前，孫中山設立了中央政治委員會，在北京代表他行事。汪精衛是其中地位最高的委員。現在他也一直侍奉在孫中山的病榻左右。
大革命家躺在床上奄奄一息，這使得國民黨中央政治委員會麵臨兩大問題：要不要繼續保持孫中山同莫斯科和中共的聯盟；而最重要的還是由誰來擔任國民黨新的大元帥或最高領袖，從而就可坐收孫中山長期奮鬥的結果。
3月11日，汪精衛向孫中山宣讀了臨終政治遺囑和遺書的代擬稿請他簽署。孫中山費盡力氣說了聲：“好，我完全同意。”汪精衛還宣讀了一份私人遺囑，宣布把他的書籍、文件、個人財物以及在上海莫裏哀路的房產交給宋慶齡。
這三份遺囑是這樣的：
“center”家事遺書
“餘國盡瘁國事，不治家產。其所遺之書籍、衣物、住宅等，一切均付吾妻宋慶齡，以為紀念。餘之兒女，已長成，能自立、望各自愛，以繼餘誌。此囑！”
政治遺書（總統遺囑）
“餘致力國民革命，凡四十年，其目的在求中國之自由平等。積四十年之經驗，深知欲達到此目的，必須喚起民眾，及聯合世界上以平等待我之民族，共同奮鬥。”