1926年由粤军第一师改为国民革命军第四军，在1930年中原大战中助蒋介石击败冯玉祥、阎锡山，番号改为十九路军，由蒋光鼐为总指挥，蔡廷锴为军长。
十九路军在北伐战争、中原大战和一二八淞沪抗战时期战斗力极为强悍，是中国战斗力最强的军队之一，被誉为“铁军”。
北伐战争中，第四军屡有战果，被誉为“铁军”，第十师亦扩编为国民革命军第十一军，下辖第十师、第二十四师（原第四军独立团扩编）及第二十六师。
1927年，中国共产党发动南昌起义，第十一军时由叶挺任代军长，第二十四师及第十师均参与其事。但蔡廷锴的第十师后来离开共产党控制，转往福建并重新由陈铭枢节制，改向蒋介石效忠。
1930年7月，第六十一和第六十师被合编为国民政府军第十九路军，由蒋光鼐为总指挥，蔡廷锴为军长。之后，第十九路军参加了对中国工农红军第三次围剿。
第十九路军在福建与红军作战最初取得一些胜果，占据部分的红军根据地。但后来与彭德怀的部队交战失利。蔡廷锴等将领在前线与共产党展开和谈取得停火。
1933年11月，第十九路军将领发动福建事变，成立中华共和国，蒋介石以大军镇压。由于闽变未取得其他势力支持，第十九路军内部亦有反对意见，在敌我实力悬殊下终告失败。最后第十九路军主力被中央军击破，部分则向中央军投降。只有少量第十九路军军官到广西投靠李宗仁重组，其余被收编的部队中级以上军官全被更换，第十九路军番号亦被取消。
唯一获得蒋介石信任的原第十九路军高级将领是区寿年，继续担任第七十八师师长，后升至兵团司令。
蔡廷锴、蒋光鼐长期赋闲，后留在大陆加入民主党派。
