譚延闿第三次離湘赴滬，在國民黨人的聯(lián)絡下，思想發(fā)生了轉變，決定追隨孫中山。一介文人，卻幾度戎馬：赴湘討趙、回師援粵、東征陳炯明、平定楊劉。
趙恒惕上臺后，并未積極響應北伐號召。而譚延闿因為被趕出湖南而政治立場發(fā)生了較大變化。為了在湖南重新組織革命力量，孫中山?jīng)Q定再次爭取譚延闿。
此時，譚延闿第三次離湘赴滬，政治上的不如意讓他感到苦悶。他也在反思自己多年的政治經(jīng)歷，尋找問題的所在。在楊庶堪、張國元等國民黨人的聯(lián)絡下，譚延闿與孫中山頻頻通信，“討論國是”，互相加深了解和認識。孫把譚看做黨內急缺的“政治人才”，而譚也開始被孫中山的三民主義所吸引。
１９２０年１２月底，孫中山回到廣州，重組軍政府，同時也開始籌劃把陸榮廷趕出廣西，以統(tǒng)一廣西地區(qū)。１９２１年７月，大規(guī)模的討桂戰(zhàn)爭打響，軍需供給缺乏。譚延闿便利用自己的政治聲望聯(lián)絡有關人士討桂，同時還利用私人關系，在上?！安邉澔I解湘餉銀累數(shù)十萬”資助孫中山的討桂斗爭。
１９２２年５月，直奉戰(zhàn)爭爆發(fā)，直系獲勝，黎元洪出任總統(tǒng)，顏惠慶任內閣總理。由于直系想利用黎元洪與護法軍的淵源關系統(tǒng)一南北，遂任命譚延闿為內務總長。但譚延闿拒絕了這一任命。
６月１６日，廣東軍閥陳炯明發(fā)動政變，炮轟總統(tǒng)府。８月，孫中山被迫離粵赴滬，譚延闿親往碼頭迎接。在與孫中山的連續(xù)交往中，譚延闿日益感到孫中山有著淵博的知識，其思想更是博大精深，每每向人說道：“革命領袖非孫公莫屬?！边€說：“近與總理常相處，得一教訓，即天下事無所謂成敗之說也。事前種種著急，皆屬多事，與吾平日信天之說合成一片?！?/p>
１１月１５日，譚延闿在上海環(huán)龍路四號孫中山住宅內加入國民黨，他積極支持革命，不惜毀家紓難籌集軍費，變賣田宅資助北伐。那時有流言說他已經(jīng)派代表赴京接洽北洋政府的任命。針對謠言，譚延闿發(fā)表通電說：“報載延闿有代表李德裕，在京接洽。延闿并無派代表赴京之事，特電聲明?！敝链?，譚延闿已經(jīng)斷絕了與桂系及北洋軍閥的一切聯(lián)系，決定衷心擁護孫中山的民主革命主張。
１９２３年，孫中山確定了“聯(lián)俄、聯(lián)共、扶助農工”三大政策，并召約譚延闿前往廣州。２月２１日，譚延闿正式抵達廣州。譚延闿故地重游，自然有萬千思緒，因而做詩一首：小院閑庭熟荔枝，欄桿步步耐尋思。書聲未歇茶煙飏，尚友軒前聽雨時。在美好的景致面前，五年前“重來庭院都非昨，唯有斜陽似舊時”的憂傷隨著滴答的雨聲，一去不返了。
３月１６日，譚延闿正式就任陸海軍大元帥府大本營內政部長，著手內政部的組閣工作，委任相關人員，并組織開展正常工作。５月７日，孫中山又任命譚延闿為大本營建設部長。為了組織譚延闿部湘軍入湘討伐趙恒惕部，孫中山于７月１６日任命譚延闿為湖南省長兼湘軍總司令。對于孫中山的這一任命，譚延闿一方面想報昔日趙恒惕的“逼駕”之仇，另一方面也是為了實現(xiàn)孫中山的北伐大業(yè)，因此非常樂意接受，遂開始了率領部下進入湖南，討伐趙恒惕的軍事行動。８月７日，譚延闿一行到達衡陽，８日，譚延闿正式發(fā)表就職通電。趙恒惕針鋒相對，組織護憲軍，號召各界護憲抗譚。譚延闿則發(fā)表討趙斗爭的演說，揭露了趙恒惕假省憲的陰謀和北洋政府的分裂行徑。
譚延闿與其子
由于趙恒惕堅持在湖南實行所謂的“聯(lián)省自治”，還與吳佩孚、陳炯明等人同流合污，早就引起了公憤，因而譚延闿的討趙運動是有一定群眾基礎的。在經(jīng)過一段時間的軍事部署和大造政治聲勢之后，一部分原本持觀望態(tài)度的湘軍將領紛紛表示響應孫中山北伐的號召，服從譚延闿的調遣。而有些人雖然表示堅持中立，但表示決不阻止譚延闿的軍事討趙行動。于是，譚延闿立即下達討趙令。
開展之初，譚軍進展并不順利，正當潰退之時，原譚延闿軍務委員張輝瓚奇襲長沙，譚軍不戰(zhàn)而勝。趙恒惕率部逃至醴陵后，得到了吳佩孚的軍火支援，很快向譚軍發(fā)起反攻，并于９月中下旬先后攻占長沙等地。殘酷的戰(zhàn)爭進行了兩個多月，正當譚延闿準備重新部署與趙軍決戰(zhàn)之時，陳炯明和鄧本殷部由廣東東江和南路分別進攻廣州，方本仁、鄧如琢部又由江西大庾侵占粵北南雄、始興。為了全力保住廣東根據(jù)地，孫中山于１１月１２日急電譚延闿，讓他急速前往廣東支援，譚延闿遂帶著部下趕赴廣東。
雖然譚延闿在廣東危急的時候奉命南撤，沒有徹底打垮趙恒惕，但他從湖南帶走了兩萬多人的部隊，在削弱趙部勢力的同時壯大了自己的力量。他個人雖未能親臨前線，但與孫中山一起制定了軍事戰(zhàn)略方針，并且做好聯(lián)絡調遣和各種軍需工作，也為鞏固廣東革命根據(jù)地作出了貢獻。
１９２４年１月，國民黨“一大”召開。譚延闿當選為中央執(zhí)行委員會委員，任建國湘軍總司令，又被孫中山指派兼代大本營秘書長一職，成為國民黨的主要領導人。此后，譚延闿堅定地貫徹孫中山三大政策，并以國民黨左派的面目，積極貫徹一大制定的對內、對外的各項方針政策。
陳炯明叛軍并不甘心１９２３年冬圍攻廣州的失敗，又于１９２４年春在直系軍閥的支持下再次進行整編，企圖與孫中山的革命勢力對抗到底。為了徹底擊潰陳炯明叛軍，湘、粵、滇、桂聯(lián)軍加緊進行戰(zhàn)前的各項準備工作。１９２４年２月１３日，譚延闿正式召集湖南各軍高級長官誓師出發(fā)，宣布加入討伐陳炯明叛軍的東江戰(zhàn)役。在廣東革命形勢高漲的情況下，孫中山作出了出師北伐的部署，任命譚延闿為建國軍北伐軍總司令。就在北伐軍順利出兵贛南之時，駐守吉安的方本仁部假意輸誠，與陳炯明、趙恒惕勾結，使得北伐軍腹背受敵，最終失去了吉安，從贛州、南康一帶撤退至大庾、南雄等地。
譚延闿為兵敗贛南而深感痛心，當他重過大庾時，不禁感慨萬千。先后兩次路過，時隔不久，但心情卻是截然相反，去時躊躇滿志，回時士氣低迷。
這次的兵敗對譚系湘軍打擊深重。譚延闿自１９２３年追隨孫中山到廣東后，患上了疹疾，左腿差點癱瘓，經(jīng)多方治療后略有好轉。之后又轉戰(zhàn)湖南、廣東、贛南，一直沒機會進行徹底治療。譚延闿作為一介文人，從政統(tǒng)軍，實屬不易。兵敗之后的政治環(huán)境更是困頓難行。有朋友勸他隱退，但他依然賦詩明志，既已追隨孫中山和三民主義，就要不畏“艱難困躓”，不令俗子“嗤懦懦”，為“大同世”的理想堅持奮斗。１９２５年１月，譚延闿在韶關成立湘軍整理處，對湘軍進行徹底整頓，裁汰冗員、精良裝備、加強訓練，同時進行政治教育。新建的湘軍，精神面貌煥然一新，成為以后國民革命軍第二軍的基礎。
此時，孫中山積勞成疾，身體每況愈下。陳炯明在英國和北洋軍閥的支持下，準備“反攻廣州”。譚延闿籌劃湘軍進兵部署，準備去前線督戰(zhàn)。然而，突然傳來孫中山于１９２５年３月１２日因罹患肝癌在北京逝世的消息。１７日，廣州革命政府舉行追悼孫中山大會，譚延闿率湘軍將士在孫中山遺像前宣讀了由他自己撰寫的祭文。稱頌孫中山“為東方民族而生”，“為東方民族而死”。２１日，譚延闿與胡漢民等通電全國，繼承總理遺志，并鄭重申明：“凡有反革命的行為及余孽蠢動”，“誓當廓清掃蕩，一息尚存，此志不懈”。
孫中山的逝世在國民黨內激起了千層浪，有人公開違背總理遺愿，有人開始爭權奪利，有人缺乏革命斗志。就連譚延闿也覺得在政治上失去了一個可靠的人，一時感到抑郁。但多年跟隨孫中山的革命經(jīng)歷和忠心耿耿的態(tài)度還是讓他在關鍵時刻發(fā)揮了作用。
胡漢民曾找到譚延闿，將自己不想代理大元帥職權的想法告訴了他。對此，伍朝樞、廖仲愷等人均已表示同意，但譚延闿知道，孫中山尸骨未寒，立刻改組會對廣東革命局勢產生嚴重后果。他鄭重其事地對胡漢民說：“你的計劃是對的，可此刻卻萬不能行，請你再勉為其難?！闭怯捎谧T延闿的堅決制止，胡漢民“只好暫不提”改組之事，保證了第一次東征的順利進行和廣東革命局勢的穩(wěn)定。
４月，陳炯明的大部分主力部隊已被消滅，但滇軍首領楊希閔、桂系首領劉震寰與云南軍閥唐繼堯達成私下協(xié)議，準備反叛。在楊、劉反叛出現(xiàn)端倪時，譚延闿就曾慷慨陳詞加以勸告。反叛發(fā)生以后，代理大元帥胡漢民猶豫不決，譚延闿卻態(tài)度堅定，和廖仲愷一起，力主討伐。譚延闿重病初愈，他不顧虛弱的身體，與胡漢民一起“指揮一切”，為迅速平定叛亂，鞏固革命根據(jù)地做出了重要的貢獻。
廣州國民政府成立后，譚延闿成為國民黨要員，他是國民黨左派。先后參與二次東征和統(tǒng)一兩廣。中山艦事件中，他苦心斡旋，收獲“國民政府主席”的桂冠。
孫中山在世時曾為組建國民政府進行過諸多努力。由于現(xiàn)實條件的原因，一直沒有機會付諸實踐。孫中山逝世之后，胡漢民并不適宜繼續(xù)代理大元帥的職務，他本人也有卸任改組的意思，然時局動蕩，國民政府應以穩(wěn)定為先。直到楊、劉之亂平定的第二天，即１９２５年６月１５日，在中國共｜｜產黨的倡議及國民黨左派勢力的促成之下，國民黨中央委員會召開全體大會，就成立國民政府之事做出決議。譚延闿到會并表示贊同改組。在這次會議決議的指導下，７月１日，廣州大元帥軍政府正式改組為委員制的中華民國國民政府。譚延闿被推選為１６人組成的委員會成員，并被選為５位常務中的一員。７月３日，國民政府軍事委員會成立，譚延闿又被推選為８人委員會成員。至此，譚延闿的心境才頗有好轉，堅持孫中山三大政策，支持國共合作。
譚延闿能成為國民黨的高層領導核心，不是偶然的。自從他追隨孫中山起，就一直為實現(xiàn)革命理想而盡心盡力。在討趙、援粵、整軍、東征、平亂等政治事件中，他立下了不小的功勛，逐漸成為國民黨后起的重要人物。孫中山逝世后，他繼續(xù)堅持三大政策，以良好的姿態(tài)同中國共｜｜產黨人合作，取得了各方政治勢力的一致好感。
此后，他與同為國民黨左派，力推國共合作的廖仲愷合作共事，并且得到廖仲愷的開導和幫助。然而，國民黨內部的派別斗爭也愈加激烈。１９２５年８月，廖仲愷被刺，引起了譚延闿極大的悲憤，作了一首廖仲愷墓下作。全詩情真意切，既表達了對友人之死的痛惜，也說明了要繼承烈士遺志，繼續(xù)未竟事業(yè)的決心。
國民軍整編之后，譚延闿兼任第二軍軍長。為了解決部分編余軍官的訓練問題，譚延闿決定開辦“國民黨政治講習班”，由李富春主持，教員包括：蕭楚女、惲代英、鄧中夏、張?zhí)椎裙玻a黨員，一定程度上反映出譚延闿與共｜｜產黨人的良好關系。
同一時期，陳炯明不甘心失敗，重新糾集四萬多人的部隊，占領惠州，威脅新生的廣州革命政府。１９２５年９月１日，國民黨中央特別委員會決定出兵東江，徹底消滅陳炯明反革命勢力。譚延闿與蔣介石等人反復籌商對陳用兵的戰(zhàn)略方針，同時組織南征軍，以配合東征。１０月底，東征軍一舉殲滅陳炯明主力１萬余人，收復東江全境。１１月，又消滅了盤踞在北江的熊克武部叛軍。而南征軍也挺進海南，消滅了鄧本殷部，鄧本人則化裝逃上日本兵艦，離開了海南島。
然而，反對孫中山三大政策的國民黨右派于１９２５年１１月２３日在北京西山碧云寺召開了所謂“第四次中央執(zhí)行委員會全體會議”，形成所謂西山會議派，并作出了反對國共合作和廣州國民政府的決議。
為了反對西山會議派的分裂活動，繼續(xù)促成國共合作的發(fā)展，１１月２７日，譚延闿與汪精衛(wèi)、瞿秋白、張國燾等國民黨中央執(zhí)行委員、候補執(zhí)行委員聯(lián)名通電，反對西山會議派，并決定在廣州召開國民黨一屆四中全會。在宋慶齡、何香凝、吳玉章、周恩來、陳延年、毛澤東等的努力和推動下，國民黨一屆四中全會于１２月１１日在廣州召開。會議指出，國民黨右派于１９２５年１１月２３日在北京西山碧云寺召開的會議是非法的，并作出了于１９２６年１月１日在廣州召開國民黨第二次全國代表大會來處理西山會議派的問題的決議。
１９２６年１月１日，國民黨第二次全國代表大會在廣州正式召開。譚延闿參加了會議，并與汪精衛(wèi)等人一道被選為７人主席團成員。２２日，譚延闿在二屆一中全會上當選為國民黨中央常務委員。這次大會繼續(xù)堅持了國民黨一大宣言和孫中山的三大政策，給國民黨右派以有力的反擊，而譚延闿也在這次大會上繼續(xù)被選舉進入高層領導集團，擔負著極為重要的黨、政、軍領導職務。
隨著國民政府實力的增強，統(tǒng)一兩廣也逐漸提上了議事日程。１月２６日，譚延闿和汪精衛(wèi)、宋子文等，由白崇禧陪同到梧州與李宗仁、黃紹竑商談兩廣統(tǒng)一問題，３０日兩廣宣言合作，設立統(tǒng)一委員會，李宗仁接受國民政府任命的第七軍軍長一職。３月１９日，由譚延闿等制定的“兩廣統(tǒng)一案”正式公布，至此，兩廣統(tǒng)一問題得到了滿意的解決。這與譚延闿的努力是分不開的。
隨著國民黨第二次全國代表大會的勝利閉幕和兩廣的統(tǒng)一，廣州出現(xiàn)了大好的革命形勢，從而使得包括譚延闿在內的國民黨左派人物，紛紛陶醉在勝利的喜悅之中，就連蘇聯(lián)顧問鮑羅廷也在給“蘇俄觀察團”團長布勒諾夫的報告中極為樂觀地寫道：“隨著許崇智的出走，梁鴻楷被解除武裝，胡漢民被派往莫斯科，在廣州似乎形成一個統(tǒng)一而鞏固的政權?？梢哉J為６名軍長中，有４名是可靠的。我們同他們未必會發(fā)生誤會……有了這些指揮官，就可以做許多工作?！?/p>
鮑羅廷所指的４名可靠軍長，是國民革命軍第一軍軍長蔣介石、第二軍軍長譚延闿、第三軍軍長朱培德和第六軍軍長程潛。然而，就在國民黨左派和蘇聯(lián)顧問對廣東局勢估計得過于樂觀，事實上，隨著國民黨內部的分化斗爭，掌握軍政實權的只剩汪精衛(wèi)、譚延闿、蔣介石三人。而政壇新秀蔣介石已經(jīng)對最高領導權垂涎已久了。
１９２６年３月２０日，蔣介石一手制造了震驚中外的中山艦事件，向中國共｜｜產黨人、蘇聯(lián)顧問及國民黨左派發(fā)難。同時諉過于國民政府主席汪精衛(wèi)。
１９２６年３月２２日上午，國民黨中央政治委員會開會討論中山艦事件的處置辦法，譚延闿出席了這次會議。有人提出懲辦李之龍、周恩來、陳公博等人，共｜｜產黨撤出第一軍，將蘇聯(lián)顧問驅逐出境的建議。對此，譚延闿等國民黨左派人物并沒有表示明確的反對意見。經(jīng)過討論，會議最后決定：命令蘇顧問團團長季山嘉回國，撤去第一軍第二師各黨代表，查辦所謂不軌軍官。蘇聯(lián)顧問季山嘉等人表示讓步，隨即撤回俄國。２４日，譚延闿與林伯渠、何香凝等人在國民政府設宴歡送蘇聯(lián)顧問。于是，季山嘉等人當天便回國去了。這次會議完全按照蔣介石的意圖通過了決議，而蘇聯(lián)顧問以及中國共｜｜產黨中央對蔣介石的妥協(xié)，使得譚延闿與各軍軍長不得不表面上對蔣介石的行為表示“贊同”，這就使得原本抱著試探性的態(tài)度發(fā)動這一事件的蔣介石愈發(fā)地有恃無恐，譚延闿等人也被蔣介石表面上奉行國共合作與三大政策的狡猾偽裝所欺騙。
看到以譚延闿為首的軍方和蘇、共的步步退讓，而蔣介石的奪權的聲勢依然咄咄逼人，汪精衛(wèi)心灰意冷，悄然離職出國。３０日中央黨部決議汪未回任前由譚延闿代理國民政府主席。４月１６日，國民黨中央黨部及國民政府召開聯(lián)席會議，推選譚延闿為政治委員會主席，蔣介石任軍事委員會主席。
在中山艦事件中，譚延闿的態(tài)度經(jīng)歷了武力反蔣、居中調停、遷就助蔣的三個過程，這種轉變有其無奈的原因。軍隊難以迅速集結，蘇俄、中共的退讓態(tài)度都使得譚延闿開始主張的武力反抗孤掌難鳴。而在廣州城內的緊張局勢下，居中調解也的確是需要的。當時，蔣、汪、蘇俄、中共等幾派政治力量都處于進退兩難的尷尬境地，如果一旦突破臨界點，發(fā)展成武力沖突，后果不堪設想。譚延闿對各方關系的調和的確對打破僵局，彌合國共關系起到了積極作用。就個人來說，譚延闿也擅長于各種關系的調和，落有“藥中甘草”的雅號。
然而，盡管譚延闿希望看到國共兩黨能夠精誠合作，但他也認為國民革命應該由國民黨來領導，而共｜｜產黨人則只能起輔助作用。他在調解各方面的壓力的同時，也在客觀上為蔣介石奪取黨權、軍權幫了忙。
１９２６年７月，國民革命軍出師北伐，蔣介石任總司令，李濟深為總參謀長，鄧演達為總政治部主任。譚延闿被任命為第二軍軍長，開赴湖南進行北伐。隨著北伐的勝利進軍，革命軍攻下武昌，擊敗了吳佩孚的主力，隨后，又開辟了江西戰(zhàn)場，全國革命的重心轉移到了長江流域。為了適應革命形勢的需要，在譚延闿的主持下，國民黨中央于１９２６年１１月２６日召開了政治會議，決定遷都武漢。然而，蔣介石卻突然變卦，公然要求遷都南昌，引發(fā)了遷都之爭。
為了限制蔣介石的軍事獨裁，推動北伐戰(zhàn)爭的繼續(xù)深入，在中國共｜｜產黨和國民黨左派的推動下，國民黨二屆三中全會于１９２７年３月１０日在漢口召開，譚延闿被推選為大會執(zhí)行主席。會議主要打擊了蔣介石的個人獨裁統(tǒng)治，重申了反帝反封建的革命立場和遵循孫中山制定的革命策略。而新成立的武漢國民政府則吸收了共｜｜產黨人直接參加政權，是國共聯(lián)合的一種新的政權形式。
１９２７年４月１日，汪精衛(wèi)從莫斯科回到上海，與蔣介石會面。４月１２日，蔣介石在上海發(fā)動了震驚中外的反革命政變，許多共｜｜產黨人和愛國群眾慘死在反動派的屠刀之下。１８日，蔣介石在南京正式成立了所謂的“國民政府”，而譚延闿則在武漢代理國民政府主席。以蔣介石為首的南京國民政府開始與以汪精衛(wèi)、譚延闿為首的武漢國民政府分庭抗禮。至此，寧漢分裂。
