陳炯明討袁，已成騎虎之勢。一則，廣東軍隊已被袁世凱收買，陳炯明對軍隊失去了控製力；二則，從廣東逃出的黃士龍，已投靠袁世凱，企圖借袁之力來推翻陳炯明。他已奉袁世凱密令，回粵設立秘密機關，進行倒陳活動。鍾鼎基、蘇慎初、譚流欽、饒景華、張我權等粵軍將領亦入其彀中。
廣東海軍也被黃士龍收買，陳炯明成了光杆司令；三則，由於陳炯明對民軍采取殺逐和強迫遣散的手段，部分民黨轉為綠林，一些民軍領袖在暗地進行反對軍政府的活動。一般人民也對陳炯明屠殺民軍、解散北伐軍產生怨言，對陳失望；四則，廣東軍政府領導層處於渙散狀態，朱執信、廖仲愷、陳融、杜貢石、金章、張樹棠等都曾留學日本，被稱之為日本派。
錢樹芳、關景棠、伍籍磐、黃兆矽、羅文幹、羅灃輝、鍾，榮光等則皆卒業於歐美，被稱為歐美派。兩派相互拆台；五則，反動的龍濟光軍移駐梧州後，雖然人數不多，但為自存計，而謀求擴充和提高。他們聘請新式軍官教練，朝夕奮習。
加上袁世凱、陸榮延大量餉械的接濟，因而濟軍的軍事素質大有提高。而李耀漢、翟汪所部7營及汪道源所部10艘軍艦歸附龍濟光，更使濟軍戰鬥力倍增。
陳炯明對此種形勢缺乏清醒的估計。對內，他過份相信自己的威信和號召力。他沒有看到各軍官雖在他的壓力下發表一則討袁通電，實際上卻視他的號令如空文。陳炯明擬先派1旅，由林震、張我權統率，前往援助李烈鈞；再以其餘部隊為第二支隊，取道南雄北上。
陳複召各師、旅長到署磋商，但鍾鼎基不肯應召，他以缺糧餉為借口，公開拒絕發兵援贛。陳炯明發放彈藥和軍餉之後，各部隊的軍官仍然按兵不動。由於他們或明或暗的阻撓，援贛之師遲遲不能成行，陳僅以子彈數萬發援救李烈鈞。
袁世凱發布命令稱：“陳炯明禍國、禍鄉，竟敢通電各省，措詞狂悖，罪不容誅。”褫去廣東都督官職，並撤銷其陸軍中將暨上將銜，著龍濟光督飭各師旅長派兵聲討，懸賞孥辦。”袁世凱委任龍濟光為廣東宣撫使，龍覲光為宣撫副使。
陳炯明對龍濟光疏於防範，認為龍濟光對自己很崇拜，斷不會倒戈相向。他在報上辟“謠”說：“龍濟光不日攻粵，此說亦屬無稽。即或確有其事，濟軍為數隻有5000，決難為擁護袁氏之效力也。”
於是，他拒不采納朱執信等人的正確建議，陷後防於空虛。不僅如此，他還幻想龍濟光能為己助，打電報向龍征求討袁意見。龍在鳳、電則誆騙陳說；“如果能付給濟軍軍餉，當即率部下健兒，追隨鞭鐙，共捂國賊；”
但龍濟光又密電袁世凱說：“今日陳炯明來電雲，江西獨立，蘇、皖、湘皆響應，渠為粵省大都督，兼討袁總司令，克日興師北上，特電要約等情，狼子野心，早知叵測，今茲果然，業已複電拒斥。……粵人對於濟光感情甚洽，蕩平粵亂，責不容辭。”
陳炯明不知是計，派陳任平到梧州與龍濟光談判。龍濟光把子彈和軍餉騙到手後，就翻臉不認人，把陳任平殺死。
岑春煊入穗，陳炯明指望岑能籠絡住陸榮廷、龍濟光這兩個舊部屬，免除後顧之憂。岑下車伊始，就打電報給龍濟光，要他順天應人，宣布討袁。但龍濟光予以斷然拒絕，並公然奉袁世凱命令，率領濟軍，由梧州順流東下，進攻廣東。陳炯明因而腹背受敵，局勢更為嚴重。
為了阻止濟軍東進，陳炯明命令汪道源出任肇慶綏靖處督辦，前往封川江口布防，還加派兵艦10艘，交汪道源調遣。但為時已晚，西江防線已在濟軍的強大攻勢下土崩瓦解。海軍背叛了陳炯明，效命龍濟光。
其他廣州各艦，或托詞至香港，入澳修理，或托詞避風，紛紛遠走。同時，陳炯明過去鎮壓民軍的惡果也顯示出來，遭到殘酷鎮壓和強迫遣散的流落在東江、西江一帶的民軍，乘機蜂起，打出反陳旗號。
在龍濟光攻肇慶，其軍尚未到肇慶，綠林已先為布置，肇慶不戰而下。汪道源率兵艦溯西江而上，穿越羚羊峽，抵達肇慶河麵時，即為濟軍包圍繳械。他帶領的艦隊，也全部投降龍濟光。陳炯明得到消息，極度震驚，不得不改變計劃，命令援贛部隊停止前進，防守廣州。
但所謂防守已經有名無實。鍾鼎基等拒不受命。陳炯明大怒，將鍾鼎基革職，鍾懼而逃之港。張我權心不自安，亦逃之港。陳炯明另委李根源接任1師師長。李見大事已去，不敢赴任。1師和獨立旅群龍無首，局勢更加混亂。
陳炯明同岑春煊結成反袁聯盟，其實，他們的合作缺乏誠意。陳炯明舉行討袁誓師大會，岑春煊作為元帥蒞臨視察，方知各軍人表露不讚同意，且有詰者，吃了一驚。岑看到陸軍軍心動搖，陳炯明已經不足依靠，因而大失所望，在發表一通“鄙人始終抱一救國救民宗旨，誓以血淚救蒼生”的慷慨激昂演說後，於當天就背信棄義，倉皇出走。這使陳炯明陷入更加孤立境地。
陳炯明派鄧澤如向李福林求援。李擁兵數幹，如果見義勇為，加入反袁行列，陳炯：明也許能多支撐幾日，等到鄧鏗把駐守瓊崖的部隊調回廣州，也許會有另一番局勢。但李福林滑如妮鰍，從來見風使舵。此時見陳炯明地位動搖，也在一旁冷眼作壁上觀。
2師師長蘇憤初對陳炯明宣布獨立，本不讚成，但他卻不露聲色，表麵上仍和陳炯明虛與周旋，暗中則與軍民人等設謀取消獨立。8月3日，濟軍攻占三水縣城，打開了通往廣州的門戶，隨即進撲廣州。二次革命的失敗幾成定局。
蘇慎初這時撕下麵具，於8月4日上午10時命令2師由沙河出發，直至牛王廟一帶布防，準備戰鬥。同時又以大炮多門，直指都督府，待一切布置就緒後，蘇打電話威脅陳炯明，要他取消獨立。陳炯明此時還抱有幻想，認為陸軍既然遷怒於己，那就隻有辭職出走，局勢或可挽救，因此趕緊派人動員姚雨平接任都督。姚雨平不願接下爛攤子，代人受過，所以一口回絕。
中午時分，燕塘炮兵奉蘇慎初命令，率先炮轟都督府，都督府衛隊奉命出防，半路上嘩變，並派出代表，與燕塘軍聯絡，一致倒陳。陳炯明手中無一兵一卒，無可奈何，隻好挾資百萬和副官黃強一起，躲進廣州石室天主教堂，然後在法國神父的保護下，秘密出走香港。
蘇慎初被舉為臨時都督兼民政長，袁世凱即加蘇慎初陸軍上將銜並給勳三位。
8月5日，張我權又驅走蘇慎初，啟稱都督，並發表取消廣東獨立電。11日，龍濟光率部3000進駐廣州，開始了長達3年的殘暴軍閥統治。
陳炯明出走後，委托鄒魯主持策反工作。鄒派人去各地聯絡，定於8月15日晚上起義，以廣東警察廳長陳景華為內應，不料事機不密，陳被龍濟光設宴誘殺，起義流產，鄒又派保定軍校學生陳銘樞潛入廣州，暗殺龍濟光，同樣沒能得手。
瓊崖鎮守使鄧鏗回援廣州，打算赴三水督率舊都葉舉旅抵擋濟軍。鄧到三水僅1日，蘇慎初倒戈反陳，鄧鏗挽救廣州的努力終歸徒勞。
至此，二次革命完全失敗。