汀泗橋位於粵漢鐵路中夥鋪與鹹寧之間，地勢險要，是湖北南部的重要關隘，曆來為兵家必爭之地。吳佩孚見國民革命軍長驅直入，已占領湖南，便令齊燮元代他為總司令留守長辛店，以拒南口之革命軍，自己親率嫡係劉玉春等部連夜南下，8月25日抵達漢口前線督戰。吳佩孚決定先守汀泗橋、鹹寧一線，待所部北方主力到達後再聯合孫傳芳進行反攻，並任命劉玉春為“討賊聯軍總司令”。
當時中夥鋪車站已被葉挺獨立團攻占，第四軍務部也陸續到達中夥鋪一帶。第四軍決定先拿下汀泗橋鎮。8月26日三十五團由中夥鋪出發沿鐵路兩側從正麵攻打汀泗橋，三十六團從石坑渡出發由左翼進攻，第二十九團和三十團從右翼進攻，獨立團為軍預備隊。27日淩晨，葉挺獨立團在當地農民的帶領下，經汀泗橋東側大山中小路繞到汀泗橋東北角的古塘角，出其不意攻占古塘角，然後從東北方向猛攻汀泗橋。與此同時，第三十六團利用夜幕掩護渡河攀上敵軍主陣地所在高山，向敵發起猛攻。第十師二十九團和三十團從饒家灣、赤崗亭由右翼向敵發起猛攻，第二十八團則由朱家灣、山窩廖和萬安春向敵後迂回，截斷鐵路，防止敵軍北竄。至上午9時僅幾個小時的激戰，北伐軍便攻下了汀泗橋鎮，並使潰退之敵大部分被俘獲，打了一個漂亮的圍殲戰。
在此役中，吳佩孚親自督戰並下了“敢有退怯者殺無赦”的死命令，斬殺旅、團、營長9人，但也無濟於事，最終慘敗。
北伐軍占領汀泗橋後，葉挺獨立團發揚不怕犧牲，連續作戰的精神，乘勝追擊向鹹寧潰退之敵，趁逃敵立足未穩，27日正午一舉攻下地形險要的鹹寧城。至28日上午第四軍其他師團才抵達鹹寧。第四軍代軍長陳可鈺非常欽佩在北伐中屢建奇功的葉挺，讚揚他“具有軍事天才”。汀泗橋一役共殲敵1000多人，俘敵2400多人，繳獲步槍1500多枝，大炮4門，戰績空前。
北伐軍攻占汀泗橋鎮後，敵軍退至賀勝橋鎮。賀勝橋一帶丘陵起伏，茶樹叢生，西南有黃塘湖，東北有梁子湖，便於防守，這已是武漢的最後一道險隘防線。賀勝橋除有原守軍外，又有自汀泗橋、鹹寧一線遺退下來的敵軍殘部，共數萬敵軍。吳佩孚親乘裝甲車在橋北督陣，妄圖決一死戰以挽回敗局。
敵軍在賀勝橋及其以南十裏範圍內構築工事，共設三道防線。吳佩孚視察三道防線後，曾誇口說：“今以賀勝橋一戰而定天下。”北伐軍分兵三路於8月30日對賀勝橋發起總攻。第四軍為中路軍沿粵漢鐵路正麵進攻，以直趨武漢，第七軍為右翼，第八軍為左翼。8月29日獨立團接到主攻賀勝橋的命令，中共獨立團黨支部立即進行戰前動員，指出北伐軍鬥誌昂揚，攻無不克，又有地方黨組織和人民群眾的配合，一定能攻克守敵。經過動員獨立團官兵個個信心百倍，誌在必勝。次日總攻開始，北伐軍冒著敵人的猛烈炮火，衝鋒陷陣，前仆後繼，很快突破了第一道防線。獨立團第二營在進攻中被敵軍所圍困，營長許繼慎胸部負傷，仍堅持指揮，葉挺聞訊後，立即命令第一營和特別大隊增援，擊退了敵軍。在攻打印鬥山的激戰中，獨立團曾一度三麵受敵，形勢危急。這時葉挺果斷決定全力突進，勇士們猛衝猛打義無反顧，第一營副營長共產黨員符克振首先率部衝上印鬥山，胸部被子彈打穿仍繼續向前衝鋒，最後率全營戰士攻占了印鬥山。而後獨立團在友軍的配合下，又首先突破第二道防線。敵軍向賀勝橋潰退，吳佩孚槍斃後退官兵百餘人，但仍控製不住潮水般潰退的敵軍，許多敵人在潰逃中，溺水而死。吳佩孚見大勢已去，便乘火車北逃，敵軍扒車奔命，被火車軋死無數。獨立團和友軍於中午占領賀勝橋，北伐軍大獲全勝，吳佩孚主力受到重創。關於賀勝橋之役，敵將劉玉春在其《百戰歸田錄》中說：“退至賀勝橋，橋上布滿死屍，橋下浮屍至不見水麵。玉春踐屍而過，昏夜還至武昌之南關。孚威亦自賀勝橋還武昌，是為八月二十五日也。集合本師查點員名，計十五旅及補充團、炮兵連、工兵連、輜重連、衛生連凡五千員名，傷亡三千零五名。團長三員，陳獻斌陣亡，拜偉重創，周楫被俘。營長九人陣亡，及不知生死者七員。連長四十二員陣亡，及不知生死者二十五員，其排長以下不能遍舉。其他各部所餘，陳嘉謨一師餘三千名，其衛隊一團餘一千二百名，宋大霈一師二千名，孫建業一旅四百名，張占鼇一旅三百名，餘蔭森一旅二千名，孚威之衛隊一旅亦僅一千零五名。”賀勝橋一役北伐軍俘敵官兵2500多人，繳槍1800多枝，大炮20門。
賀勝橋失守後，吳佩孚退至武漢三鎮，武漢三鎮是陸路、水路咽喉要地，城池堅固，易於防守，尤其武昌曆來是軍事要地，吳佩孚企圖固守武漢以待北方軍來援，並急電孫傳芳敦促其出兵湘鄂牽製北伐軍。北伐軍則緊追不舍，31日北伐軍第四軍追至武昌城下，第七軍經金牛追擊敵軍至鄂城，將鄂城之敵全部繳械。同時第八軍一部從嘉魚渡江向北推進。8月31日第四、第八軍主力進抵武昌城下，隨後第七軍也急進趕到。經研究決定，第四、第七軍和即將到達的第一軍第二師主攻武昌，第八軍攻漢陽、漢口，而後進武勝關截斷敵之退路。