1927年6月，任應岐軍隊編製不斷擴大。
任應岐改編為十二軍後，不斷擴大編製，人數由原來的兩千多人，增加到一萬七千多人，共轄五個師六個混成旅，第一師顏芝蘭，第二師趙青山，第三師安榮昌，第四師張成德，教導師文清林（瑞臣），第一旅張義順、第二旅楊鼎臣，第三旅戴民權，第四旅盧發，分別駐紮在豫南鄂北十個縣，即固始、潢川、商城、光山、麻城、黃安、正陽、息縣、羅山、新蔡等縣。
7月任命共產黨員吳鏡堂為該部第三師政治部主任。
7月25日，魏益三殆成光杆，所部投任應岐又散。
據天津《大公報》1927年7月25日載：“南京訊，據軍界消息，魏益三現駐廣水等處，人數無多，直接受武漢政府命令。先是魏部有任旅長者，突叛魏而投任應岐，往駐光山一帶，乃任之部下炮兵團營長等，對任應岐又極鄙視，怪任旅之明珠投暗，將炮拴卸下，相率逃散，現在魏部無炮，任應岐則有炮而無拴雲。”
8月15日，任應岐抗議日本增兵青島電。
據上海《申報》1927年8月15日載：“公電，光州任應岐電，各報館均鑒：頃聞日本增兵青島，並擬深入山東，噩耗傳來，曷勝憤慨，豺狼野心，甘冒不韙，陽假出兵護僑之名，陰行侵略陷害之實。既勾結奉魯軍閥，助長中國內亂，複施其鬼蜮伎倆，破壞東亞和平，似此陰謀，實堪痛恨，凡屬同胞，亟應反對，務盼本革命之精神，作外交之後盾，庶我華胄，得免沉淪，迫切陳詞，不勝怵惕。國民革命軍第十二軍軍長任應岐率全體官佐士兵同叩。”
1927年冬收撫盤踞在項城的巨匪李尚武。
11月，參加桂唐之戰。
12月6日，任應岐部奉令轉師北伐。
據上海《申報》1927年12月6日載：“十二軍軍長任應岐，前奉令討唐，將隊伍開抵黃陂、宋埠，已半月矣。該軍皆華北健兒，以之擔任北伐，於地理及環境，最為適宜，故軍委會於鄂省軍事結束之後，即飭任氏轉師北伐，集中阜陽，會攻徐州。據該軍駐京辦事處長申淩霄言，五月間奉魯之張敬堯、袁家驥盤踞阜陽、太和一帶，該軍即大舉討伐一次，激戰經旬，袁軍幾全軍覆沒，張軍損失殆盡，嗣以王普、馬祥斌電稱收編，任軍長乃停止攻擊。該軍在皖北一帶，地勢嫻熟，此次集中穎州，向徐州前進，必能事半功倍雲雲。茲將軍委會致任氏電令錄次：
國急，宋埠、麻城探投任軍長鑒，現鄂省軍事已告結束，貴軍應即集中穎州，會同柏宣慰使所部，肅清渦陽、亳州一帶殘敵後，即會攻徐州，幸勿延誤為要，軍委會主席團三十印。
附任氏複申淩霄電：國急，南京水西門糯米巷第十二軍駐京辦事處長申淩霄弟鑒，鴻密，頃接三十電，轉軍委會令，我軍轉師北伐，集中穎州，會攻徐州等因，兄除飭留守光、潢、固、息、商、新、羅、正等部，先向指定地點集中外，準於江（3）晚，由漢動身返宋，率全部向穎州前進，會攻徐州。任應岐江（3日）。