一九二七年一月下旬，白崇禧从南昌出发，经上饶、玉山至浙江境内的常山，在他未到常山时，前方第一军和第二十六军的部分散兵已退到常山。白崇禧为了虚张声势，沿途打电报到常山，表明大军不日到达。并令常山县政府在常山港封两万人用的船只以应急需。
白崇禧在常山住了一晚。一月二十五日到衢州召集团级以上干部训话，鼓励士气。他的部署是：以周凤歧指挥他的第二十六军及陈仪的第十九军一部为右翼军，沿衢江南岸向金华、兰溪；白崇禧亲率第一军第一师（薛岳）、第二师（刘峙）、第二十一师（严重）及李明扬的先遣队为中央军，由衢江北岸向兰溪、严州；戴岳（毕业于保定军官学校，1916年曾在天津参加过秘密倒袁活动，具有一定的民主主义思想，属湘军谭延闿系，北伐时期任国民革命军第二军第六师师长。）指挥第二军第四师张辉瓒（1885—1931，1916年在天津从事反袁活动。1917年参加护法战争，1926年参加北伐。1930年任陆军第18师中将师长，参加蒋介石发动的第一次“大围剿”。12月，在江西吉安龙冈被红军俘获，翌年1月，在东固万人公审大会上被杀。）、第五师谭道源、第六师戴岳兼为左翼军，向开化、遂安，以掩护左侧背各部队。
一九二七年一月二十七日，白崇禧从衢州督率各军攻击前进，出发前接何应钦电：“已令曹万顺第十七军从海道北上，自率赖世璜第十四军经赣兼程入浙。”至二月二日，第二十六军克金华，先遣队占兰溪，第二师占寿昌。三日，第四师占遂安，五日第五师占淳安，第二十六军占浦江，先遣队占严州。六日，先遣队占桐庐。孙传芳军兵力雄厚，且占有地利，但因士气不振，屡战屡败。孟昭月与周荫人的部队又在前线自相攻击，两败俱伤，俱向杭州退却。白宝山、冯绍闵见孟周内讧，也自向南退却，保全实力。
孙传芳见他的前线部队节节败退，非常焦急，乃由南京调他的卫队旅由旅长武铭率领到浙增援，另由宁波调段承泽旅向绍兴移动，随后向诸暨、桐庐一带反攻。二月十一日，孟昭月的补充团攻姚公埠，被第二十六军击退，虏获孙军新近的作战计划，知道孙军主力即由富阳进攻桐庐。
此时，白崇禧的指挥部驻兰溪，他接何应钦电告，知第十七军于二月十日可到温州；第十四军于十五日可到永康。白崇禧计算了距离和时间，认为非稳占诸暨、桐庐、分水之线，则不易做到安全掩护；非前进攻击，则这一线也不可能确切占领。他还考虑到桐庐、分水一线，山岳连绵，分水河横贯其间。桐庐北临分水河，东枕富春江，形势尤为险要。桐庐得失，关系全局，万不能使其落入敌人手中。现在守桐庐的先遣队，龙蛇混杂，恐有不稳。二月十三日，白崇禧令第一师第一团连夜用船输送，限天明前赶到桐庐增援，并令中央军各师向桐庐以西，第四、第五两师向分水地区前进。中央军一到，即与敌接触，战斗极为激烈。
白崇禧最喜欢用迂回包抄的战术，二月十五日，在桐庐战况尚未分晓的时刻，他亲率第一师薛岳、第二十一师严重及第五师一部从左翼向新登进行大胆的迂回进击，到凤山庙，时已傍晚，知浪石埠敌人已溃向新登，唯桐庐情况不明。十六日，白崇禧继续前进，中途接刘峙在十五日下午三时由浪石埠发出的报告：
浪石之敌虽已击退，然敌新增两旅攻我右翼，且向我右后迂回。我第二师及第一师第一团连日作战，损失甚大，孤军撑持，势甚危急。请即回师夹击该敌，或退到分水河南岸与敌相持，以待我福建主力军到来，再行决战。
这真是颇费考虑的问题。白崇禧当机立断，认为只要摧毁敌的后方，它的前线自然崩溃，而且各追击部队正在急进，忽令退却，必然影响军心，恐反为敌所乘。白崇禧因令刘峙坚守桐庐，自己则督促各部加速前进。
二月十六日上午十时，第二十一师先头部队已占领新登县城，白崇禧下午一时也到新登。此时，已知桐庐敌军已于昨（十五日）夜向富阳撤退。白崇禧即令薛岳、严重两师及第四师成副师长即出动向富阳、余杭方面续进。午后九时，在新登再下一道命令：“本军以一部在新登、富阳截缴溃敌枪械，主力向杭州、余杭追击。”
白崇禧这一次迂回追击，使敌腹背受敌，全部溃败，孙传芳的卫队旅长武铭被俘，缴械无数，是一次最成功的追击战。第一军第一师薛岳于二月十八日占领杭州。白崇禧于十九日也抵该市。
回顾白崇禧在衢州时，何应钦曾来电，主张白军退守仙霞岭的常山、江山，待他率福建主力部队到达后，再会师进攻，以免为敌各个击破。以后蒋又来电：“衢州为战略要点，战守由兄自决，中不遥制。”白崇禧慎重考虑后，认为革命军系南方部队，宜攻不宜守，攻则气盛，守则气馁，故决定既不退也不守，转而采取攻势，因而取得克复杭州的胜利。
二月二十三日，何应钦由福建到杭州。白崇禧的次一作战目标便是上海。