1925年年初，广州军政府组成东征联军，讨伐陈炯明，何应钦的教导第1团被编入东征联军右路序列。2月1日，何应钦率教导第1团离开军校，10日击退平湖之敌。随后攻占淡水城，全歼守军一个旅，接着又以2000兵力击溃洪兆麟1万多兵力的增援部队，令陈炯明大为光火。
3月上旬，陈炯明集中林虎、李易标两部兵力四五万人，突袭何应钦部，并企图包抄东征军总部，在棉湖与黄埔军展开决战。
由于黄埔军教导第2团行动缓慢，未能按部署及时赶往敌人侧背进行攻击，致使第1团孤军作战，腹背受敌，情况万分危急。3月13日，双方开始了肉搏战。在此战中，何应钦于逆境中亲赴一线浴血奋战，令蒋介石也为之动容。
棉湖一番苦战，堪称以少胜多、使广州革命政府转危为安的关键性一战，黄埔学生军与何应钦也因此“一战成名天下知”。而1925年3月13日，也成为了蒋、何这对恩兄契弟同生死共患难的纪念日。
1925年7月，孙中山大元帅府改为国民政府，国民政府在广州宣告成立。黄埔学生军随即改编为国民革命军第1军，蒋介石亲任军长，何应钦任第1师师长。第1军成为以后国民革命军第1集团军的基础，也是国民党“中央军”的基本班底，是蒋介石在大陆统治20多年的嫡系力量。
