蔣中正接觸革命黨人，始於光緒32年（1906年）第一次赴東瀛留學期間。他先在東京結識陳其美，接著藉由陳的引見拜會孫中山。兩年後，他被清廷甄選為留日陸軍學生，再度赴東瀛留學，並加入同盟會。蔣中正最初隸屬陳其美麾下，辛亥革命時期，他曾參與杭州起義，出任過滬（上海）軍第5團團長，立有汗馬之功。當陳其美與陶成章代表同盟會與光復會爭奪上海的革命主導權時，蔣中正不惜以身試法，暗殺了陶成章，有助鞏固同盟會在上海地區的權力基礎。
策動肇和軍艦討伐袁世凱及襲取江陰要塞戰役，蔣中正無役不與，除在第一線負責指揮作戰，也參與運籌帷幄工作。也因為蔣與陳其美的關係密切，故民國5年（1916年）5月陳其美被刺後，蔣順理成章地成為上海地區中華革命黨的聯絡人。民國6年（1917年）年7月孫中山赴廣州領導護法，海軍首先響應。策動海軍之經費來自於德國公使，資金由孫交蔣在上海一手經理，開啟蔣與上海金融界建立聯繫管道的契機。孫中山因後繼無援，革命大業充滿挫折及挑戰。民國11年（1922 年）陳炯明公然叛變，炮擊廣州總統府，孫中山倉促避難於永豐艦；蔣奉孫之「事緊急，盼速來」電召，星夜自滬馳赴廣東，在永豐艦上協同指揮作戰，隨侍孫脫險。蔣將此段經過寫成《孫大總統廣州蒙難記》，並請孫中山作序，成為眾所周知的史實。
「勇敢、誠篤、知兵事」是孫中山對蔣中正的評語，勇敢、誠篤為人格特質，知兵事卻是特殊才華。對孫中山而言，蔣不僅忠誠可信，知兵事更符合革命需求。孫認為他領導的革命失敗原因，在革命黨沒有自己的武裝勢力，故認為今後革命黨應以培養自己武力為首務。孫最終將革命希望寄託於蔣，並交付其建軍重任。擔任黃埔軍官學校校長一職，遂成為蔣發揮軍事長才及崛起政壇的重要基礎。
民國14年（1925年）3月12日孫中山逝世時，蔣中正尚未躋身國民黨權力核心。廣州政局由胡漢民、汪兆銘、廖仲愷等人領導，但蔣的軍事表現（兩次東征）讓他在低階軍官及一般黨員中累積了不少追隨者。當時共產黨在國民黨內部及軍隊中發展組織，國民黨內矛盾逐漸增加。隨著廖仲愷遇害、胡漢民出國，權力落於汪兆銘之手。後發生「中山艦事件」（民國14年永豐艦改稱中山艦），蔣認定此為共產黨的陰謀，遂逕行戒嚴處置，終迫使汪兆銘離開廣州前往法國。自此蔣成為繼承孫中山志業之黨、政、軍領導人，旋即任國民革命軍總司令並誓師北伐，開展革命事業新進程。