隨著袁世凱陰謀恢復帝制的野心日益暴露，1915年12月，蔡鍔等在雲南組織護國軍討伐袁世凱。時在日本的孫中山，提出組建國內四大中華革命軍:即中華革命軍東北軍，以居正為總司令，總部設山東青島；中華革命軍東南軍，以陳其美為總司令，總部設上海；中華革命軍西南軍，以胡漢民為總司令，總部設廣州；中華革命軍西北軍，以于右任為總司令，總部設陝西三原。同時，他派遣朱執信等分赴各省主持討袁軍事，又分派黨人到各省去運動會黨及軍隊興兵討袁。
所謂“東北軍”並不是在東三省活動。居正在青島設立了中華革命軍東北軍總司令部後，迅速招兵買馬，來者不拒。結果膠東各縣的民團和一些來自遼東綠林武裝紛紛投靠其麾下，另外還有部分警察、退伍士兵、反正的北洋軍和自願參加反袁運動的熱血青年。由海外華僑組成的敢死先鋒隊(也稱“華僑義勇團”)也趕來加入。這支華僑義勇團雖只有500多人，但編制卻等於師的編制，團長為少將級，直屬中華革命軍東北軍司令部領導。華僑義勇團在裝備方面，比中華革命軍東北軍其他部隊較優，有從加拿大購回的幾十挺美式手提機關槍。孫中山還任命日本人坂本壽一為中華革命軍航空隊顧問兼“東北軍”航空隊總司令，將他在日本成立的“中華革命黨航空學校”遷到山東濰縣，改編為“討袁飛機隊”，令其“一面繼續訓練一面參加作戰，以壯起義軍勢”。
中華革命軍東北軍成立後不久便攻佔了膠東重鎮濰縣等十餘座縣城，並三次進圍省城濟南。袁世凱死後，為了加強中華革命黨對“東北軍”的控制和領導，孫中山派在上海參加討袁的蔣介石去山東“東北軍”任總司令部參謀長。
1916年7月31日，蔣介石來到濰縣的“東北軍”司令部。當日午後，總司令居正出發去北京，由許崇智代理總司令。
在當參謀長的13天裡，蔣介石視察過“東北軍”第一師及第一、二旅指揮部及往會各指揮官，到駐防高密的第二師作調查，到濰縣西操場(塔子坡)觀看坂本的飛行，往第二師各團隊看操等等，處處以“竭力以整頓軍務為首要”。蔣介石到“東北軍”總部當日即發現“東北軍”存在規章制度不健全、部隊軍紀差等許多問題。但他認為，“本軍基層未定，整頓需時，如能上下一致，努力改正，則事尚非難也”。
蔣介石立即著手對“東北軍”進行整頓。他迅速出臺了一系列整頓措施，如“各處應建立編制表，各師、團應向總司令部遞交所屬部隊的花名冊；軍械科、經理局應建立健全會計制度，軍械科的各種軍械武器、經理局的收支款項，都應造具表冊，以備查核；各師、團現有武器軍械，亦應造表上報，各部隊的起居和訓練時間要統一”、“各站崗的哨兵口號要一律明確，官兵扛槍的方式要一律槍身向右，以歸統一；兵士有過，不準罰跪”等。但是他的這些整頓措施，雖然費心良苦，卻只是停留在向部隊發佈一些條令的水平上，並無法認真加以落實，而且，他對部屬的態度很嚴厲，喜歡和人爭吵。舊軍人和綠林武裝紛紛說他剛愎自用、目中無人。蔣介石在8月12日發現:“食米只足二日之用，秋衣尚未定製，被毯亦未購備，款項缺乏，每日無數百元之存儲，收支機關不能統一，代理總司令無權支配”，於是認為“整頓無術，號令不行，奈之何哉”，結果於當天以“到北京接總司令回濰縣”為由離開，前後共在“東北軍”待了13天。
嗣後，中華革命軍東北軍被北洋政府改編、遣散。討袁飛機隊的飛機由黎元洪屬下將其調往北京南苑航空學校，經日本政府交涉，又運回了日本。華僑義勇團11月下旬返回上海，由黎元洪發給每人遣散費600元，多數返回日本。
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