蒋介石一下野，掌握南京政权的李宗仁、白崇禧就接连电催汉方加快合作步伐，并建议双方派出代表到九江协商宁、汉合作问题。汉方汪精卫把蒋介石下台、解除兵权解释为“听命于党”，视为东征讨蒋的一大收获，他以为蒋氏一去，自己就可以入主南京了。于是，他答应赴九江与宁方会谈，并于8月19日召开国民党中央扩大会议，宣布即日迁都南京。同时，汪精卫、谭延门岂又电催南京方面集中全力渡江对直鲁军作战。
唐生智一方面敷衍宁、汉合作，一方面仍保持对南京的军事威胁。8月16日，何键、刘兴分别被任命为第四集团军江左军、江右军前敌总指挥，并奉命继续东进。汪精卫只好声明，东下诸军“只有急难之谊，并无他图”。而程潜的第六军开往南京以西，协助第七军迎击孙传芳的主力。20日晚上，唐生智与汪精卫、谭延门岂、孙科、于右任、顾孟余等人乘轮东下，次晨抵达九江，下午至庐山举行军事会议，与前方将领程潜等会商军事及政府迁宁等问题。21日，东征军之何键三十五军抵达安庆，原驻安庆之蒋系王普、夏斗寅两军让出驻地，开赴大通，安徽省政府、省党部也迁往芜湖。
22日，宁方代表李宗仁赴庐山与汪精卫、唐生智等会谈。会上，李宗仁坚决要求唐生智的部队立刻在安庆一带停止前进，以释群疑。唐则斩钉截铁地说：“我的部队绝不能在安庆停止……至少要开到芜湖！”李还要求唐军自安庆北上，直捣津浦路。唐仍坚持将部队开到芜湖。李认为汪精卫已失去驾驭唐生智、控制武汉方面的能力，宁汉合作的症结在唐生智一人。不过，双方最后还是达成了一些协议：谭延门岂、孙科先同李宗仁赴宁详商一切；武汉东征军暂行停止前进；武汉中央党部、政府、军委会一星期内迁往南京，等等。
鉴于即将迁都南京，武汉中央政治委员会主席团决议设立武汉政治分会，以指导党务、政治、军事，并特派唐生智、顾孟余等人为武汉政治分会委员。8月25日，唐生智到达安庆指挥军事。
正当宁、汉商谈合作的时候，直鲁军渡过长江，向南京发起了猛烈进攻，并占领了栖霞山、龙潭，南京十分危急。经过南京国民政府第一军、第七军以及海军等军队的奋力反攻，终于取得了龙潭大捷，消灭了孙传芳的主力。武汉方面何键、程潜的部队也参加了这场战斗。他们从津浦线侧面攻击，迫使浦口孙传芳军退却。8月28日，唐生智、李宗仁、白崇禧、何应钦、程潜、李品仙、何键等宁、汉双方将领共二十九人联名通电，宣称会合各军继续“北伐”。
当时，曾盛传唐生智通过蒋百里牵线与孙传芳密谋夹击南京的说法。李宗仁将此事描绘得有声有色：唐准备在两败俱伤的时候再来收拾残局，进而统一中国。孙军主力在龙潭被歼后，“唐顿足叹息”，而且称桂系军人在所获孙军秘密文件中发现有“友军唐生智部自上游夹击南京”字样。但是，同为桂系要员的白崇禧对此事却半信半疑，他后来多次找李品仙核实此事。李肯定“绝无其事”。李品仙当时是第八军军长、武汉卫戍司令，他说：“以我当时在第四集团军的职位以及与唐的关系，如果确有此种计划（指唐、孙联合夹击南京的计划——引者），自当与闻。”然而，与蒋百里在汉口朝夕见面的李品仙对此事“既未闻唐说过，也未闻蒋谈起。”
唐生智之所以被怀疑，可能与两个因素有关：第一，当时的《大公报》透露，唐曾派代表携带其亲笔信到北京与奉系商谈奉唐“提携”事项，迭经磋商，双方约定，当北军南下到达蚌埠的时候，唐即派兵东下。时人可能受此影响，认为唐也有与孙合击南京之密谋。第二，唐生智在安徽确实采取了行动。当时南京方面曾要求唐尽快从安徽撤兵，可是，唐非但没有答应，而且占据了芜湖，将南京方面停泊在芜湖江面的海军舰艇“决川”、“浚蜀”号扣压。唐还重新组织了安徽省政府，并任命何键为省主席。唐并未放弃与南京政府争夺地盘的做法。孙传芳在北面猛攻南京，唐生智在西面抢夺地盘，容易被看作串通一气、合围南京。李品仙却认为二者“仅是时间上的巧合而已”，如果唐、孙合围，唐生智趁孙军大举渡河、南京岌岌可危之机，是可以轻而易举地夺取南京的。然而，唐军不但没有进攻南京，而且何键部还参加对孙传芳军作战。直到9月初，何键第三十五军还在怀远等地与孙军激战，并由和县侧攻津浦线，断孙军归路，孙传芳不战退守蚌埠。李品仙由此得出结论：“所谓勾结敌军之说，实不足以取信于人。”这种说法也是不无道理的。
龙潭大捷后，南京政府解除了来自长江北岸的威胁，于是，又加紧进行宁汉合作。9月5日，宁汉合作大致商妥，汪精卫偕顾孟余等人自九江抵达南京，唐生智没有随行。8日，南京要员李宗仁、何应钦、白崇禧联名电请唐生智赴宁列席中央执监委全体会议，唐复电拒绝，称党国大计，悉由会议决定，军事意见，已向主席团陈述，无列席会议之必要。
唐在当天抵达安庆，他在各机关团体欢迎大会上发表了讲演，声称共产党南昌起义以及成立政府，都是由蒋介石成立南京政府的恶例引起的；否认宁汉合作的说法，认为只能讲武汉中央政府迁都南京，不能说是两个政府合作。同日，唐还令安徽省党部听候改组。可见，唐生智对宁汉合作还是有一些想法的。
9月11日，国民党宁、汉、沪（西山会议派）三方要员在上海会商统一党务及宁汉政府合并改组办法，决定：由三方推荐委员合组中央特别委员会，为行使党务政治之最高机关；中央政治委员会及中央政治会议暂时撤销。从而确定了临时领导体制。
也在11日这一天，唐生智自安庆抵达芜湖。他一到达就获悉冯玉祥、靳云鹗在河南发生冲突，以兵戎相见。唐生智担心城门失火，殃及池鱼，顾不得歇息，便于当天赶回汉口，以便稳住湖北。
13日，武汉中央政府宣布停止办公，有关人员陆续赴宁。然而，汪精卫因宁方反对太甚，便以对共产党“防制过迟”为由，引咎辞职，主动下野。这时，汪精卫密电唐生智，说宁汉合作之后将马上对付唐，要他早做准备。
第二天，唐生智在汉口召集重要军官会议，协商省防问题。为项固湘鄂皖三省防务，决定暂缓北伐，由唐生智任三省联军总司令，何键、刘兴、周斓任副司令。他们还就各省防务进行了部署：调第八军二师进驻武胜关，防守鄂北一带；让第三十五、三十六军布防长江下游；派第二军防守宜昌；第三十七军则担任湘省防务。
唐生智对河南战事，一方面进行调停，一方面积极防御。9月15日，唐自武汉发表通电，力劝冯玉祥、靳云鹗平息内争，并称靳“去岁反吴，今年讨奉，坚（艰）苦卓绝，再接再厉，皆忠实同志，党国干城”。唐褒扬靳云鹗，实际上等于指责冯玉祥，使冯感觉到一种压力。同时，唐生智根据部署，调李品仙第八军第二师吴尚部及中央警备第一师戴斗垣部至武胜关。第二天，驻守信阳的冯玉祥军突然自动地向确山撤退，唐部乘机入驻信阳，坐收渔人之利。相对冯玉祥牵制唐生智东征来说，唐生智此举也是以牙还牙。
9月15日，宁、汉、沪三方代表二十人在南京举行了国民党中央执监委员临时联席会议，正式确定设立国民党中央特别委员会（简称“特委会”），行使中央执行、监察委员会之职权，负责统一各地方党部。会上，推定特委会委员三十二人，其中，三方各推六人，唐生智、汪精卫、蒋介石等十四人为三方公推委员。特委会于第二天正式成立后，便决定改组国民党中央党部和国民政府，并推出六十七名军事委员会委员，以唐生智、蒋介石、汪精卫等十四人组成主席团。19日，特委会第三次会议又做出决定：中央政治委员会、政治会议以及各地政治分会一律取消，各地政治分会限10月1日前取消。
20日，经特委会产生的国民政府委员及军事委员会委员同时在南京举行就职典礼。作为军委会主席团成员的唐生智拒绝出席。唐生智和汪精卫以及蒋介石、胡汉民等宁汉双方最具军事实力和政治资本的关键人物，对特委会持消极甚至反对的态度，决定特委会不可能发挥很大的作用。
唐生智一开始就对宁、汉合流表现出不合作态度，而特委会的成立不但没有维持武汉政府的正统地位，相反使桂系控制了中央政权，唐生智对此深为不满。就在国民政府委员和军委委员就职的当天，由唐控制的湖北省、汉口市两党部改组委员会便致电汪精卫及中央执行委员会，就特别委员中为何尚有不少业经总理（孙中山）及全国代表大会除名之人、第二届中央执行委员会仍否存在、本党党章及历次全国代表大会决定案仍否有效等问题提出了质问，这就对特别委员会的合法性提出了怀疑。
对特委会不满的汪精卫、顾孟余等返回武汉后，与唐生智商妥依据8月间武汉中央政治委员会的议决案，于9月21日正式成立中央政治委员会武汉分会，统辖湘鄂皖三省的党、政、军事务，并指定委员23人，以唐生智、顾孟余、陈公博、孔庚、邓寿荃五人为常务委员。两天之前，特委会宣布各地政治分会限于10月1日前取消，而唐生智等偏偏在这个时候成立武汉政治分会，俨然与特委会公开对抗。于是，由宁、汉、沪三方的合作又再次转化成宁、汉两方的对立。
正在这时，原属唐生智第四集团军第二方面军张发奎部在代总指挥黄琪翔的率领下进入广州，与李济深部结合，他们提出了“拥护汪精卫、李济深、张发奎”、“反对个人代表党”、“建设革命的新广东”等口号，只承认以前武汉党部、政府为正统，而对南京政府进行攻击。
南京中央特委会则根据关于取消各地政治分会的决议，以“统一”为名，命令取消武汉政治分会，并委任陈调元为安徽省政府主席。而唐生智在得到汪精卫、张发奎等人支持后更是如虎添翼，无视南京的命令，以武汉政治分会的名义委任何键为安徽省政府代理主席，并委任了各厅厅长。唐还派遣与桂系素有交情的叶琪去南京，声言汉方最多只答应让出芜湖，绝不放弃安庆，因为何键已出任皖省主席，且省政府在安庆办公已久，如果南京政府坚持要收复安徽，他将不惜斥之武力。
汪精卫、唐生智东征讨蒋是一场新军阀争夺国民党中央控制权的斗争，武汉方面虽然迫使蒋介石下台、占据了安徽省，并与宁方达成了合流的协议，但是在合并改组后的政府中只是当了一回陪衬，而让桂系李宗仁取得了挟天子以令诸侯的权柄。汪精卫、唐生智不甘心为他人作嫁衣裳，便在武汉另立山头，与南京进行对抗。桂系军阀在控制中央政权后，意欲翦除异己，独霸天下。双方都互不相让，且炫耀自己的武力，于是，一场新的军阀混战已不可避免。