1926年8月22日，国民革命军西路北伐部队结束湖南战事，进入湖北境内，进逼军事重镇咸宁县汀泗桥，并由第四军担任主攻任务。吴佩孚部宋大霈亦指挥从湖南败退各军，据险坚守汀泗桥。原在武昌坐镇的吴佩孚亲信、湖北军务督理兼第二十五师师长陈嘉谟也率所部万余人增援。此时吴佩孚在北方战事已获全胜，解除了后顾之忧。当他得知吴军在湘鄂大败的报告后，立即带陈德麟、刘玉春所部主力5万余人南下驰援，于8月25日到达汉口。到达汉口后，吴佩孚连夜召开紧急会议，部署作战计划，成立督战委员会。同时电请五省联军总司令孙传芳到鄂助战。电令前线各将领固守阵地，并在武汉外围沿铁路线汀泗桥，贺胜桥一线构筑工事，增设防务，准备与北伐军决一死战。这时湖北通城，蒲圻皆为北伐军占领。吴佩孚决定坚守汀泗桥、咸宁县城、柏墩一线，待主力部队从北方赶到后，再协同赣军反攻。

8月23日，国民革命军第四军在通城截获吴佩孚密电，得知吴佩孚正亲率大军南下。军部判断由通城向羊楼司退却之敌，必沿铁路线北退。于是决定向中伙铺急进，占领铁路，断敌归路，并趁吴佩孚大军未到之前攻占汀泗桥。8月24日，独立团从通城出发，经崇阳，于25日占领中伙铺车站，控制了粵汉铁路，斩断羊楼司，蒲圻县城方面敌人的退路。汀泗桥为粤汉铁路上的军事要隘，地形险要，易守难攻。时值洪水泛滥，加之嘉鱼县长江大堤大段溃口，江水倒灌金水流域斧头湖、西梁湖及其上游淦河，汀泗河，且多日不退，导致汀泗桥南、西、北三面环水，东西部山丘吴军筑有坚固工事，唯有一座铁路桥与之相通。汀泗桥是咸宁西南的大门，欲取咸宁，必先攻占汀泗桥。此时吴佩孚在汀泗桥一线集结的兵力有从汨罗、岳阳一线败退的董政国第六混成旅王梦弼部，第七混成旅李乐滨部，湖北暂编第一师宋大霈的1个旅，湖北暂编陆军第三师孙建业残部，湖北第二混成旅娄云鹤部2个团，从平江、通城一线败退下来的浚滑游击队王献臣部2个团，平江、通城防御司令陆沄部第九十七团、第九十九团，由保定军校学生组成的军官团刘维黄团、张大庆团，陆军第二十五师陈嘉谟部第五十旅第一百团及武卫军马济部，由湘鄂边防军五路军总司令兼湖北暂编陆军第一师师长宋大霈任总指挥。以陆军第八师刘玉春部、河南暂编第三师吴俊卿部、陆军第十四师高汝桐部作援军。

北伐军攻打汀泗桥的主力有右纵队国民革命军第四军(代军长陈可钰、党代表廖轮五)的第十师(师长陈铭枢)第二十八团、第二十九团(团长范汉杰)、第三十团(团长戴戟)、第十二师(师长张发奎)第三十五团、第三十六团(团长黄琪翔)、独立团(团长叶挺)。按照战斗布署，第七军沿崇阳入咸宁柏墩、马桥，向贺胜桥方向运动，以威胁吴军后方，第八军集结于蒲圻，与第四军、第七军相呼应。8月25日晚，第四军司令部发出26日进攻汀泗桥的命令。命令第十二师与第十师一部为左翼，沿铁路两侧向汀泗桥西面及西北方向迁回进攻;第十二师第三十六团和第十师一部为右翼，向古塘角至张兴国一线出击。左、右两翼对吴军进行包围合击。独立团为预备队。

独立团，1925年冬由中国共产党广东区委在肇庆组建。全团约 2000人，基本骨干力量是原大元帅府铁甲车队及黄埔军校毕业生，士兵多为来自广东、广西、湖南等省的失地农民，连以上干部均为共产党员；武器为七九步枪，另有两挺重机关枪。独立团在番号上隶属国民革命军第四军。但干部任免，调动却听命于中国共产党，战斗减员也由中共党组织负责补充。独立团设有中共支部，党支部不受制于第四军政治部，直接受命于中共广东区委。党支部设干事会，成员有叶挺，周士第、董朗。党支部下设5个党小组，即团部1个，3个营3个，直属队1个。独立团还建有共青团支部，属党支部领导。叶挺曾对部下说:“我们是人民的武装，又是北伐的先锋。我们不但代表广东革命军，而且代表了中国共产党。”8月26日拂晓，第四军各部按命令分三路出击。第一路于凌晨4时出发，由第十师第三十团为先锋，第二十九团为中锋，第二十八团郭恩演炮兵营及后备队依次相随，由峡山冲出发，经七寨岭、聂家港向赤岗挺进;第二路于凌晨6时出发，以第十二师第三十五团为先锋，独立团薛仰忠炮兵营及师部相随，自中伙铺出发，沿铁路直指汀泗桥;第三路于凌晨6时30分出发，第十二师第三十六团先行。第三十六团第一营为前卫，由石坑渡经马家冲、分水嘴，石金山向梅董方向前进。第四军副军长陈可钰率军部相继跟进。

26日10时30分，第十二师第三十五团第二营第五连行至距汀泗桥3.5公里之高槠山处，与吴军右翼警戒部队交火，双方激战两小时，吴军退守至铁路桥东塔垴山，以火力封锁桥面。第三十五团前进受阻，两军形成隔河对峙状态。第十二师第三十六团亦于正午到达指定地点梅董一带，因吴军占据有利地形，第三十六团尖刀连便疏开队形前进。待侦察弄清吴军火力配备后，向高地之敌发起进攻。双方相持，形成胶着状态。第十师前进到汀泗桥附近骆家湾时，得知第十二师已与吴军交火，即令第三十团向第三十六团前卫左翼展开，占领丛毛岭高地。第二十九团向第三十六团前卫右翼延伸，攻击松毛岭一带之吴军。第二十八团郭恩演炮兵营成扇形协同第三十六团攻击正面吴军阵地。第二十八团留守骆家湾为预备队。下午2时许，第二十八团推进至张兴国，傍晚迂回至敌左高地，并向尖山寺推进。第三十五团、第三十六团在进攻中遭吴军机枪顽强阻击，战况极为惨烈。香港《华侨日报》当时曾作如下记述:“北伐军连冲锋12次，均为叶开鑫部之机关枪射回。彼此只隔一桥，声问相通，但无法越雷池一步。桥下积尸，不可数计。到天黑时，左右两翼皆无进展。”

战事胶着，吴佩孚援军即将到达，形势对北伐军极为不利。军部决定速战速决，扭转被动局面。叶挺通过调查，得知有条人迹罕至的山间小道可绕道直达汀泗桥背后的古塘角。他立即下令全团吃饭、休息待命。自己则去军部提出绕道袭击，出奇制敌的作战方案。根据叶挺建议，军部作出“全线夜袭，突破敌军高山阵地和绕道至古塘角攻敌背后”的作战方案，并由独立团担当绕道袭击吴军的任务。独立团接到任务后，党支部在营、连、排进行政治动员，号召党团员不怕牺牲，冲锋在前，确保战斗的胜利。

当晚午夜至27日凌晨，第二十九团、第三十六团趁夜黑突破吴军阵地中段，占领米埠万家一带。第二十八团从牛血镇、山窝廖、万安春迁回，控制铁路，断吴军退路。27日4时，独立团由农民作向导，奉命绕道奔向古塘角。此时，第三十六团也趁暗夜度过汀泗河，准备从正面对吴军发起攻击。中共咸宁县特别支部发动工农群众组成的战地救护、饮食供应、担架运输等后勤保障队伍也集结待命。27日拂晓，第四军军部下达总攻命令。顿时汀泗河西岸号声突起，杀声震天。6时许，吴军东南阵地为第二十九团、第三十六团占领。第三十团经数次冲锋，亦夺得塔垴山吴军阵地。7时许，第三十五团一部强渡汀泗河，一部冲过铁路桥扑向吴军阵地。此时，独立团已到达古塘角，吴军开始溃退。在北伐军凌厉攻势下，吴军腹背受敌，全线崩溃，向咸宁方向逃窜。27日9时，战斗结束。俘获吴军师参谋长陈冲、旅长安永和、军官团团长刘维黄及团以下军官157名，兵士2296名。缴获大炮4门，机枪67挺，枪支1542支及大量被服、米面等军用物资。国民革命军第四军阵亡将士250名。