紧随李烈钧之后，苏、皖两省分别于7月15日和7月17日宣布独立。陈其美也于7月18日宣布上海独立，并通电讨袁，建立了上海讨袁总司令部，陈其美自任讨袁军总司令。
这时候，蒋介石正积极准备赴德国学习军事。战事爆发后，蒋介石立即赶到上海，投奔陈其美。不过，蒋介石来上海找陈其美，初衷并不是想要协助讨袁的。他在日本呆了一年，边学习军事边办《军声》杂志。可惜，杂志因故停刊了。蒋介石便从日本返回国内，回到溪口老家，开始为赴德学习做准备。蒋介石是不肯轻易改变主意的。他到上海，找到陈其美之后，并未改变赴德的计划。后来，还是在孙中山的“劝说”下，他才同意留在上海，帮助陈其美组织武装讨伐袁世凯。
蒋介石按照陈其美的命令，只身到驻沪袁军第九十三团去做“发动起义”的工作。这个九十三团当时驻扎在龙华，是陈其美的旧部。蒋介石来到九十三团后，召集各部官兵宣传革命道理，号召大家倒戈反袁。直说得唇干舌焦，好歹算是说服了一个营。当时陈其美准备用来举义讨袁的兵力很可怜，包括被蒋介石说服的这一个营，加上陈果夫组织的军校学生奋勇军。刘福彪的福字营和居正控制的吴湘炮台等，总共只有不足万人的兵力。
不过，陈其美这个人毕竟还算个英雄人物。复杂的人生经历，十里洋场摸爬滚打的经验，加上孙中山等人的支持，使陈其美抱定了“知其不可为而为之”的信念。陈其美自己也曾说过，他素来是“以冒险为天职”的。所以，在根本无法像“第一次革命”那样动员光复会、民团、商界和会党力量的情况下，虽然讨袁义军势孤力单，他还是下令起事了。
7月23日凌晨，陈其美一声号令，指定制造局为首攻目标，起义开始了。
在陈其美的统一指挥下，蒋介石率九十三团的一营兵力向高昌庙进攻，松军向龙华守敌进攻，陈果夫的学生奋勇军主攻西炮台。双方在黑暗中激战数小时，由于守军枪械精良，弹药充足，且人数也大占优势，讨袁义军虽付出了较大的死亡，仍未能获胜。攻击开始后，海军的三艘兵舰也协同守军开炮猛击讨袁部队，战至大亮，讨袁义军终于无功而返。
7月24至25日，讨袁军再次发动攻击。可是守军占据有利地形，加上明显优于讨袁军的火力支持和随后赶来的援军参战，所以，尽管讨伐袁世凯是义军全体官兵同仇敌汽的精神支柱，尽管大家不畏牺牲，个个奋勇，却到底未能越过雷池一步。
至8月上旬，全国讨袁的形势的日益艰难，袁军乘胜挥师南下，将上海讨袁部队重重包围。8月13日，讨袁失败了。
在历时一个多月的二次革命中，蒋介石从上海举事开始到讨袁失败，一直跟随陈其美“躬赴火线，往来指挥”。
二次革命后，国民党被袁世凯宣布取缔，刚刚组建一年的年轻的国民党面临着土崩瓦解的危险，革命陷入了低潮。
但是，蒋介石本人也未曾预料到的是：二次革命讨袁的迅速失败，反而成为他接近革命领袖孙中山的契机。
讨袁失败后，孙中山等革命党人在国内无处安身，只得再度流亡日本。蒋介石和陈其美在上海东躲西藏了一阵子，因为袁世凯悬赏5万元缉拿陈其美，陈其美在上海也难以容身，遂于1913年9月偕同蒋介石到了宁波，企图运动浙军起义，但未能成功。10月初，陈其美奉孙中山电召去了日本，留下蒋介石负责上海讨袁事宜。蒋介石坚持了两个月，工作无法开展，袁世凯又缉拿得紧，无奈，也去了日本。
蒋介石这一次赴日本，完全是流亡。但是，由于孙中山、陈其美也在日本，在陈其美的引荐下，他与孙中山相识、相熟、相知，由此逐渐取得了孙中山的信任。
蒋介石第一次面见孙中山，是1910年的事。那时，蒋介石加入同盟会还不到3年，能面见同盟会总理，完全得益于陈其美。这一次，又是因为陈其美，蒋介石才接近了孙中山，得以追随左右。所以，说陈其美是蒋介石的“革命引路人”，是一点也不夸张的。
头一次与孙中山见面之后，孙中山对蒋介石的看法就颇令人鼓舞。孙中山曾对陈其美说：“我们的革命运动实在需要这样的人，对同盟会来说，是很难得的人才，他一定会成为革命的实行家。”
初次见面就留下了如此印象，殊为难得。二次革命失败后，蒋介石在孙中山的眼里变得更成熟、更坚强了。
短暂的二次革命讨袁行动遭到惨败，刚组建的中国国民党被袁世凯抓的抓、杀的杀，弄得七零八落。辛亥革命的胜利果实成了袁大总统政治餐桌上的一盘菜，而苦心孤诣制作了这盘“菜”的“厨师”们孙中山及其一大批革命党人都不得不亡命海外，眼睁睁地看着袁世凯在中国大地上为所欲为。一句话，二次革命给中国的革命者们除了留下遗憾、沮丧和血的教训之外，任何有益的东西都没有留下。
可是，对于蒋介石来说，他应当感谢袁大总统镇压二次革命的果决和迅猛。因为，如果不是二次革命的失败，他也许永远没有机会接近孙中山。
因此，我们可以说：二次革命的失败，使蒋介石成为最大受益者。
2．誓为第二化身
1927年，北伐军打到上海后，蒋介石曾以北伐军总司令的名义举行了一个“陈英士先生殉国十一周年纪念会”，并亲自到会主持。
在上海各界为欢迎北伐军而举行的集会上，蒋介石还发表了一篇题为《纪念陈英士同志》的演说，十分动情地说：“我们追溯前源，我们的成功，也就是陈烈士遗留下来的”，“我们追溯国民党领导国民革命的成功，我们第一纪念总理，第二要纪念陈烈士。没有陈烈士就没有国民党！”“诸位今天来欢迎我，不是欢迎我，是欢迎陈烈士的化身。我希望大家都做陈烈士的化身”。
“第二化身”，是蒋介石为向陈其美表忠心而说的一句名言。1915年初，袁世凯为了复辟帝制，准备接受日本政府提出的“二十一条”。消息传出，举国愤怒，反袁、讨袁的呼声日益强烈，革命时机日趋成熟。这时，留在上海等地的一些革命党人纷纷催请陈其美回国主持讨袁斗争。孙中山这时正在抓紧筹划建立中华革命军的事，于是命令陈其美赶回上海，召募革命队伍，建立中华革命军东南军，准备再举讨袁义旗。形势虽然有利于革命，却并不利于陈其美回国工作。因为当时陈其美是袁世凯的北京政府悬赏5万元重金通缉的“国事犯”，他一旦回国，处境必将万分危险。
陈其美明知回国后凶多吉少，却仍然义无反顾，抱定了必死的决心毅然决定返沪。蒋介石送陈其美到日本横滨道别，曾对蒋介石说：“吾愿牺牲一己，以偿我党之代价，以挽我国之弱风。吾愿扫除中国之恶魔，吾愿建造世界之平等”。蒋介石闻听这一番深情的表白后，也激动万分地回答说：“此去万一不幸而为袁贼所害，我一定要成为兄之化身，为革命赴汤蹈火，不惜牺牲自己的生命，以完成兄的未竟事业。
二次革命失败，孙中山流亡日本后，就“发起重新党帜，为卷土重来之计”。他表示：“国民党已成一盘散沙，党员不听号令，这个党我不要了！”遂决定重新组建一个新党，名为“中华革命党”，其目的是要发动“第三次革命”，继续讨袁。
1914年7月8日，中华革命党在东京组建，孙中山为总理，陈其美为总务部长，张静江为财政部长，居正为党务部长，胡汉民为政治部长，许崇智为军务部长。在中华革命党成立大会上，孙中山当众宣誓入党，并指定陈其美和居正为他的入党介绍人。仅此一点，也足见孙中山对陈其美的倚重和信任。
担任中华革命党总务部长的陈其美，实际上是孙中山在党内的第一副手。孙中山曾明确规定总务部的地位和职权：“总务部为各部之领袖。各部事务应受其考试。凡总理发表命令或委任职员，必须总务部及有关部长副署，特别筹款及对外交涉，亦由总务部任之。”这种权限，在当时的中华革命党中，可说是：“一人之下，诸人之上”的股腑之臣了。
孙中山重组中华革命党，在原国民党内引起了极大的意见纷歧。因此改组的筹备策划用了很长的时间，一些同盟会元老如李烈钩、谭人风等人坚决反对孙中山的重组新党的举措，黄兴虽未便公开争执，但拒绝加入新党，毅然离日赴美，为的是避免与孙中山正面冲突。在众人纷纷反对和拒绝入党的情况下，陈其美和蒋介石是坚定地拥护孙中山的。中华革命党成立前不久，蒋介石即于1913年10月29日由陈其美的盟兄张静江为盟誓人，正式加入了中华革命党，他的“入党誓约”编号为第102号，这个中华革命党党员人数最多时只有500人左右，蒋介石是在上海宣誓入党的，是国内最早加入中华革命党的几个人之一。蒋介石入党后不久，即于1913年12月离开上海，到日本协助陈其美做些杂事，空余时间无事可干，就孜孜不倦地阅读《曾文正公全集》等书，以致“两目成疾”。他真正喜爱这部《曾文正公全集》，也就从此时开始。
中华革命党成立后，孙中山继续以反袁革命为号召，并任命了各省的中华革命军司令，派人深入各省进行联络，策动发起讨袁活动。陈其美被任命为湘沪司令长官，于1915年10月中旬从日本回到上海，秘密开展反袁军事活动。蒋介石那著名的“第二化身”的誓言，也就是这次送陈返沪时所说。
陈其美秘密潜回上海，在上海法租界霞飞路渔阳里5号安了个家。从此就以这个家作为反袁军事活动的总指挥部。
陈其美将一切安排妥当后，立即给在日本的蒋介石发出“盼即回沪”的电报。蒋介石接到电报，立即启程返回上海。与蒋介石一起返回上海的还有丁人�