孙中山总结了过去依靠军阀打军阀革命屡遭挫折的教训,深切认识到,过去的革命“只有革命党的奋斗,没有革命军的奋斗;没有好的革命军,中国的革命,永远还是要失败”。1924年1月,孙中山在广州主持召开了有中国共产党参加的中国国民党第一次全国代表大会,制订了联俄、联共、扶助工农的政策,国共合作的统一战线正式形成。在中国共产党和苏联的推动与帮助下,1924年5月,孙中山在广州开办了黄埔军校,培养革命军队的干部。同年,又在广州开办了军事飞机学校;先后派出30多人去苏联学习航空;一批海外华侨飞行人员也奔赴广州参加革命航空队伍。广东航空事业得到了迅速发展。
1924年苏联派出航空专家李糜,率领俄、德两国飞行人员和飞机、器材协助孙中山发展航空事业。11月,孙中山应冯玉祥电邀北上,共商国是,大元帅府秘书兼航空局局长陈友仁随同前往,航空局顾问李糜受命代理了航空局局长。随即派出林伟成、陈卓林赴苏考察航空,并洽商支援飞机、器材等事宜。林、陈在苏联洽购的飞机,买回“蒂海威仑”式6架、“容克”式1架、“爱弗罗”式1架,1925年陆续运抵广州,加强了中山航空队实力。
孙中山倡导国共合作,提出反帝反封建的政治主张,深得拥护,有志人士纷纷前来广州,航空界也不例外。除早期即追随孙中山的黄光锐、张惠长、胡汉贤等外,此时,又有在德、法、美等国留学的飞行人员丁则徐、刘植炎、黄毓沛、黄毓荃、邓粤铭、叶耳芬、卢九、李仲唐、聂光汉、吴建文、周柏成等来到广州,要求参加北伐革命。1925年11月,广州成立了航空同志会,后又改名为广东航空救国同志会,在广州的会员曾发展到2000余人。
在国共两党合作的新形势下,各方航空人才云集广州,1925年至1927年春广东航空事业呈现出一派生机蓬勃的发展景象。
1925年初,孙中山在北京病重。盘踞广东东江地区的陈炯明准备进攻广州。2月,广东军政府组成东征军和黄埔学生军开始东征。飞机队参加了东征,积极配合地面部队行动。军事飞机学校第一期学生多人随飞机队出发,在战斗中经受了锻炼。3月底,东征军收复了潮州、汕头、梅县地区,陈炯明率残部退入福建南部。
同年5月中旬,原先跟随孙中山驻防在广州近郊的滇、桂军阀杨希闵和刘震寰,与陈炯明暗中勾结,在广州发动军事叛变,占领了广州电报局、火车站及政府机关。广东军政府调东征军黄埔学生军回师广州镇压叛乱。在向叛军发动总攻时,飞机队向瘦狗岭守敌及设在石牌火车站的叛军指挥所猛烈轰炸扫射,炸死了叛军前敌总指挥、师长赵成梁,致使叛军军心动摇,陷于慌乱。6月中旬,叛军2万余人投降,杨、刘两人分别逃往香港、上海。随后又进行第二次东征,彻底打垮了陈炯明的再次反扑。两次东征的胜利和滇、桂军叛乱的平息,基本上统一了广东的革命根据地,为第二次北伐创造了有利条件。
在孙中山去世后,国民党内部矛盾日益加深。蒋介石玩起了他的政治大阴谋,实施了一系列篡夺党权、军权的行动。首先是蒋介石借追查廖案(国民党左派领袖廖仲恺被暗杀案)之机,取得广州卫戍司令职务,把与廖案有牵连的外交部长胡汉民和军政部长兼粤军司令许崇智排挤出广州。接着又打击、排挤当时担任国民党中央政治委员会主席、国民政府主席和军事委员会主席的汪精卫,例如1926年2月,蒋介石解除了靠近汪精卫的国民革命军第一军第二师师长王懋功的职务,派亲信刘峙担任卫戍广州的第二师师长。第三,制造“中山舰事件”,排斥共产党。3月18日,黄埔军校驻省办事处主任奉蒋介石命令,通知海军局代局长、共产党员李之龙,“迅速派得力兵舰二艘,开赴黄埔,听候差遣”。中山舰遵令开到黄埔后,蒋介石却称“并无调遣该舰之命令”,并以此为借口,在广州实行紧急戒严,逮捕李之龙,监视和软禁大批共产党人,解除省港罢工委员会工人纠察队的武装,包围苏联领事馆,监视苏联顾问。在中山舰事件之后,蒋介石又提出在黄埔军校和第一军中排除共产党的提案。同时逼迫汪精卫称病去职。5月15日,在国民党二届二中全会上,蒋介石进一步提出排斥共产党人的《整理党务案》,使担任国民党中央部长的共产党员相继辞职。蒋介石当上了国民党中央组织部长兼军人部长,随后又担任了国民党中央常务委员会主席和国民革命军总司令。这样,在北伐战争的前夕,蒋介石基本上实现了集党权、军权于一身的阴谋。
7月1日,国民党中央改组大元帅府为国民政府,7月6日,设立国民政府军事委员会为最高的军事领导机关,航空局划归军委会指挥,局长由张治中担任,蔡司渡、关荣担任飞机队队长。1926年6月5日,国民革命军总司令部成立,下设空军司令编制,并把航空队编入北伐军战斗序列,由张静愚指挥。7月7日,军委会特任蒋介石为国民革命军总司令,航空处等军事机关均直属总司令部。航空处长为林伟成,党代表张静愚。与此同时,国民党空军也开启了她的峥嵘岁月,积极投入北伐、西征的事业中去。