陈炯明、许崇智以粤人治粤为口号，举兵进攻潮州、梅县，其势汹汹，陆荣廷仓皇发兵阻截，于是爆发了粤桂之战、这次战役，粤军有充分准备，桂军大败。
李宗仁所在的林虎部在撤退至清远境内时，和马济、韩彩凤部三四万人会合，向肇庆败逃。部队撤至莲塘口时，遇到伏击的粤军。莲塘口宽二三百米，两侧为高耸的山峰，地势险峻，有一夫当关，万夫莫开之势。粤军在此筑有工事，密布火力，居高临下，且以逸待劳。这里是往肇庆的唯一通道，桂军身处此境，心慌神惊，乱作一团。林虎、马济决定强攻，亲赴隘口前线督战。激战数日，难以奏效。追兵在后，又后退不得，大有全军覆没之势。
在此千钧一发之际，李宗仁自告奋勇，担任打通莲塘口的任务。他认真观察了地形，冷静地对比双方的军事力量，认为自己带领的这营士兵训练有素，而守隘之敌李福林、魏邦平部，缺乏战斗经验，因此决定用先声夺人之势，向莲塘口作正面攻击。他把这一打算报告了林虎，林面有难色，觉得这个方案部队损失太大，且未必奏效。但林也拿不出更好主意，只得勉强同意。李宗仁立即回营布置任务。当部队逼近莲塘口时，李带全营500人就峡口前散开，进入敌机枪射程时，他率全营发动了突如其来的猛冲，并附以号声、嘶喊声助之。一举夺得敌阵地。
莲塘口一役，李宗仁神奇般地使大部队摆脱了危境，名声大震。被奉为广西著名的战将。
部队脱险后，在梧州小驻，便奉命开往玉林驻防。可是粤桂战役并未真正结束，陈炯明统兵分3路入桂，广西陆荣廷只能水来土挡，分3路堵截。在这次战争中，李宗仁作战有方。表现出自己的军事才能，短短数月，连晋几级。由营长而帮统，由帮统而统领。但由于粤军势猛，节节进逼，桂军最终兵败如山倒。
大势所趋。桂军无法抵御粤军。黄业兴领部开始向横县退却，李宗仁率部殿后，保护大军。在撤退中，李宗仁得知黄业兴要把部队开往广东钦州、廉州、防城一带，受粤军收编。
李宗仁考虑，黄本人系钦县人，所部官兵亦多为钦、廉州人，他投靠粤军不失为一条出路。而自己所领均是广西兵，与其受粤军收编。还不如留在广西。他与手下官兵商量，大家主张把部队拉到粤挂交界处的六万大山之中，暂作躲避，待机再说。李宗仁觉得这是个好主意，于是悄悄脱离黄业兴，独自领着广西兵匿入六万大山中。后来有几支小部队也陆续上山躲避，均被李宗仁收容。李宗仁就是靠了这些部队作为基础，不断扩大，在广西立住了脚。
上山不久，陈炯明派人上山与李宗仁接洽收编本事。李宗仁深知他们的收编用意在于扩充自己的实力，所以都被李宗仁一一拒绝。最后走投无路之下，李宗仁向粤军当局提出了以下收编条件：1、部队直属粤军总部领导，2.本人要一职兼两省，不直属于任何一省。李宗仁的这些条件，明确地要对方让自己保持独立性。李宗仁处境落魄，提这些条件显然是苛刻的，很难想象收编的人会接受。但出人意外的是，陈炯明爽快地答应了。
收编后、李宗仁带领的那部分躲在山中的大兵成了“粤桂边防军第三路”，李宗仁本人成了司令。陈炯明之所以这样爽快答应李宗仁的条件，那是因为，陈炯明虽是胜利者，但也有自己的困境：桂军败北，除少数接受粤军收编外，大多潜匿各县农村，开展游击战，对抗粤军：而李宗仁向以能战著称，陈炯明恐其将散布的桂军集合起来，对他不利，与其逼他反抗，还不如暂时恩施于他，然后设法消灭他。
陈炯明的假意很快暴露。李宗仁被收编后，陈炯明不发粮饷，仅命李宗仁带部往横县，听候点名。陈炯明的命令，苦了李宗仁的部队，许多士兵衣履不遮，光脚行军更不足为奇。好生不易到了横县，此时陈炯明在武鸣一役中惨遭失败，陈炯明深恐李宗仁与武鸣桂军联合，里外夹击，于是又令李宗仁率部开往北流镇驻扎。到了北流，陈炯明仍不解决李宗仁部的军费，只是敷衍地发放些微伙食钱。此时，李宗仁醒悟，强烈地意识到，这是陈炯明耍计谋，企图拖垮这支部队，于是决定自己设法解决，用枪换取军费。他命令在司令部内所存伤病员交回的枪中，拨出100枝，每枝配以200发子弹，折价以每枝150元卖给当地防匪的团队，获洋1.5万元，终于杨度过了难关。
陈炯明看此计不成，又生一计。他令李宗仁将部队中4门山炮交出。这分明是要削弱李宗仁的实力，因此被李宗仁顶了回去。陈炯明见李宗仁态杨度坚决，未持己见。但他又召李宗仁去南宁报告部队情况，李的部下为李担心，恐其遭不测，劝他取消此行；但李宗仁考虑，如若不去，反授柄于陈，被其指责为不听命令，显得理亏，决定铤而走险。
李宗仁交待完毕，便自北流到贵县，乘船溯江而上赴南宁。
其实，陈炯明此时还不敢加害于李宗仁，他让李赴南宁，一是要显示一下自己的威风，二是试探李宗仁的动静。因此李宗仁到南宁后，仅三言两语，遂无下文，连缴炮的事也未提及。李宗仁在南宁，除拜访时任广西省长的马君武外，无所事事，住了10多天，便折回北流。
后来，粤军撤出桂境，粤军离桂后，桂人纷纷打起自治旗帜、成立了名目繁多的“自