白崇禧在常山住了一晚。一月二十五日到衢州召集團級以上幹部訓話，鼓勵士氣。他的部署是：以周鳳歧指揮他的第二十六軍及陳儀的第十九軍一部爲右翼軍，沿衢江南岸向金華、蘭溪；白崇禧親率第一軍第一師（薛嶽）、第二師（劉峙）、第二十一師（嚴重）及李明揚的先遣隊爲中央軍，由衢江北岸向蘭溪、嚴州；戴嶽（畢業於保定軍官學校，1916年曾在天津參加過秘密倒袁活動，具有一定的民主主義思想，屬湘軍譚延闓系，北伐時期任國民革命軍第二軍第六師師長。）指揮第二軍第四師張輝瓚（1885—1931，1916年在天津從事反袁活動。1917年參加護法戰爭，1926年參加北伐。1930年任陸軍第18師中將師長，參加蔣介石發動的第一次“大圍剿”。12月，在江西吉安龍岡被紅軍俘獲，翌年1月，在東固萬人公審大會上被殺。）、第五師譚道源、第六師戴嶽兼爲左翼軍，向開化、遂安，以掩護左側背各部隊。
一九二七年一月二十七日，白崇禧從衢州督率各軍攻擊前進，出發前接何應欽電：“已令曹萬順第十七軍從海道北上，自率賴世璜第十四軍經贛兼程入浙。”至二月二日，第二十六軍克金華，先遣隊佔蘭溪，第二師佔壽昌。三日，第四師佔遂安，五日第五師佔淳安，第二十六軍佔浦江，先遣隊佔嚴州。六日，先遣隊佔桐廬。孫傳芳軍兵力雄厚，且佔有地利，但因士氣不振，屢戰屢敗。孟昭月與周蔭人的部隊又在前線自相攻擊，兩敗俱傷，俱向杭州退卻。白寶山、馮紹閔見孟周內訌，也自向南退卻，保全實力。
孫傳芳見他的前線部隊節節敗退，非常焦急，乃由南京調他的衛隊旅由旅長武銘率領到浙增援，另由寧波調段承澤旅向紹興移動，隨後向諸暨、桐廬一帶反攻。二月十一日，孟昭月的補充團攻姚公埠，被第二十六軍擊退，虜獲孫軍新近的作戰計劃，知道孫軍主力即由富陽進攻桐廬。
此時，白崇禧的指揮部駐蘭溪，他接何應欽電告，知第十七軍於二月十日可到溫州；第十四軍於十五日可到永康。白崇禧計算了距離和時間，認爲非穩佔諸暨、桐廬、分水之線，則不易做到安全掩護；非前進攻擊，則這一線也不可能確切佔領。他還考慮到桐廬、分水一線，山嶽連綿，分水河橫貫其間。桐廬北臨分水河，東枕富春江，形勢尤爲險要。桐廬得失，關係全局，萬不能使其落入敵人手中。現在守桐廬的先遣隊，龍蛇混雜，恐有不穩。二月十三日，白崇禧令第一師第一團連夜用船輸送，限天明前趕到桐廬增援，並令中央軍各師向桐廬以西，第四、第五兩師向分水地區前進。中央軍一到，即與敵接觸，戰鬥極爲激烈。
白崇禧最喜歡用迂迴包抄的戰術，二月十五日，在桐廬戰況尚未分曉的時刻，他親率第一師薛嶽、第二十一師嚴重及第五師一部從左翼向新登進行大膽的迂迴進擊，到鳳山廟，時已傍晚，知浪石埠敵人已潰向新登，唯桐廬情況不明。十六日，白崇禧繼續前進，中途接劉峙在十五日下午三時由浪石埠發出的報告：
浪石之敵雖已擊退，然敵新增兩旅攻我右翼，且向我右後迂迴。我第二師及第一師第一團連日作戰，損失甚大，孤軍撐持，勢甚危急。請即回師夾擊該敵，或退到分水河南岸與敵相持，以待我福建主力軍到來，再行決戰。
這真是頗費考慮的問題。白崇禧當機立斷，認爲只要摧毀敵的後方，它的前線自然崩潰，而且各追擊部隊正在急進，忽令退卻，必然影響軍心，恐反爲敵所乘。白崇禧因令劉峙堅守桐廬，自己則督促各部加速前進。
二月十六日上午十時，第二十一師先頭部隊已佔領新登縣城，白崇禧下午一時也到新登。此時，已知桐廬敵軍已於昨（十五日）夜向富陽撤退。白崇禧即令薛嶽、嚴重兩師及第四師成副師長即出動向富陽、餘杭方面續進。午後九時，在新登再下一道命令：“本軍以一部在新登、富陽截繳潰敵槍械，主力向杭州、餘杭追擊。”
白崇禧這一次迂迴追擊，使敵腹背受敵，全部潰敗，孫傳芳的衛隊旅長武銘被俘，繳械無數，是一次最成功的追擊戰。第一軍第一師薛嶽於二月十八日佔領杭州。白崇禧於十九日也抵該市。
回顧白崇禧在衢州時，何應欽曾來電，主張白軍退守仙霞嶺的常山、江山，待他率福建主力部隊到達後，再會師進攻，以免爲敵各個擊破。以後蔣又來電：“衢州爲戰略要點，戰守由兄自決，中不遙制。”白崇禧慎重考慮後，認爲革命軍系南方部隊，宜攻不宜守，攻則氣盛，守則氣餒，故決定既不退也不守，轉而採取攻勢，因而取得克復杭州的勝利。
二月二十三日，何應欽由福建到杭州。白崇禧的次一作戰目標便是上海。