1926年3月1日广州国民政府决定改组黄埔军校并且合并广州一带其他军事学校，正式成立“中央军事政治学校”，蒋介石担任校长，李济深任副校长，邓演达任教育长，邵力子任政治部主任。此后军校分入伍生班、军官预备班、军官班，校址仍然设在黄埔岛。1926年3月至8月1日，黄埔军校第5期学生入校共2620人，陶铸、许光达、赵尚志、张宗逊、宋时轮、杨至诚、谭希林、廖运周、王良、徐彦刚、郭汝瑰、陈克非等就是这一期的学生。8月1日以后入校的规定列为第6期生。
1926年6月5日，国民政府任命蒋介石为国民革命军总司令率军北伐，此时黄埔军校的校务工作由教育长方鼎英主持。黄埔军校1、2、3期毕业生多人编入北伐军各个部队随军北伐，第4期政治大队、第5期炮兵团、工兵营，军校宪兵营、无线电通讯大队等也随军参加北伐。10月北伐军攻克武汉，不久为适应革命形势的发展，国民政府也由广州迁移到武汉，并且决定成立中央军事政治学校武汉分校，由国民革命军总政治部主任邓演达负责筹备。11月1日，武汉分校招生委员会正式成立，邓演达为主席，郭沫若、李一氓、董必武、李汉俊、包惠僧等14人为委员；12月8日，武汉分校录取全国各地男生986人，女生195人，统一编整为武汉分校第6期入伍生总队。黄埔军校武汉分校是我国历史上第一所招收女生参加军事政治训练的军校，赵一曼、曾宪植、张瑞华、黄杰、谢冰莹、胡筠、黄静汶等都是武汉分校6期学生；我军高级将领罗瑞卿、陈伯钧、郭天民、程子华、周文在、刘型、邓萍、周维炯、段玉林、张赤男等都是武汉分校6期学生：著名诗人臧克家也是武汉分校6期学生。
武汉分校设在武昌两湖书院。仍由蒋介石担任校长、许德珩、李富春、蔡畅、郭沫若、章伯钧、项英、陈潭秋等为政治教官；兰腾蛟任总军事教官。1927年3月。武汉分校实行委员制。谭廷、邓演达、恽代英、顾孟余、徐谦五人为委员。这是实际上剥夺了蒋介石校长地职权。4月国民革命军总司令部学兵团1400人开入武汉分校。加上以前从黄埔迁来地第5期炮兵科、政治科、工兵科等。武汉分校学生总数达6000人之多。后来武汉分校一度改称中央军事政治学校本校。成为名副其实地革命武装力量大本营。
黄埔军校在国民大革命时期除武汉分校外。还在潮州、南宁、长沙设立过分校。此外还开设过黄埔军校高级班。黄埔军校潮州分校是各个分校中设立最早地一个。在第一次东征时。黄埔2期学生也随军战斗但是尚未毕业。为了给他们补习功课。1925年3月黄埔军校在潮州开办了分校。何应钦任分校代理校长兼教育长。后来邓演达也曾经担任过教育长。潮州分校开办期间共招收训练学生两期。毕业728人。国民党保密局大特务头子毛人凤就是潮州分校4期地学生。1926年12月。黄埔军校潮州分校停办。
