1924年1月，国民党第一次全国代表大会召开。孙中山提出的“联俄、联共、扶助农工”三大政策正式确定，实现了国共两党第一次合作。胡景翼派邓宝珊前往北京，秘密联络冯玉祥、孙岳发动了“北京政变”，邀请孙中山北上共商国是。由冯玉祥任总司令的国民军成立，邓宝珊任国民军二军第七师师长，与当时主持中共北方区委和国民党中央政治委员会北方工作的著名共产党人李大钊开始密切接触。邓宝珊将自己接触李大钊的情况向二军军长胡景翼进行了汇报，并促成了胡景翼与共产党合作。国民二军成为整个国民军中最先取得苏联援助的部队。 

　　1925年11月，国民军二、三军北上与奉军作战，邓宝珊任北路军司令。在攻打天津马厂期间，由邓宝珊领衔发表了由李大钊起草的通电。 

　　1926年9月，冯玉祥“五原誓师”，宣布国民军集体加入中国国民党，组成国民军联军，参加国民革命。冯玉祥任联军总司令，共产党员刘伯坚任总政治部部长；冯部二师师长孙良诚任援陕前敌总指挥，邓宝珊任副总指挥。1927年1月，冯玉祥、刘伯坚到达西安，决定成立国民联军驻陕总司令部，于右任总司令，邓宝珊为副总司令，统一行使军政职权。驻陕总部创办了中山军事学校，共产党员史可轩任校长，邓小平任政治部主任。在此期间，邓宝珊与许多共产党人建立了深厚友谊。邓宝珊夫人张玉燕介绍，刘伯坚与三原女士王叔振结婚。邓宝珊筹办所需并主持婚礼，国共两党在西安的人士冯玉祥、于右任、杨虎城、史可轩、续范亭、吉鸿昌、葛霁云等出席了这次婚礼。

　　当北伐战争步步胜利的时候，蒋介石在上海发动了“四一二”反革命政变，张作霖在北京杀害了李大钊。随之，冯玉祥投靠蒋介石，联合通电反共，冯部共产党员被“礼送出境”。对此，邓宝珊痛心疾首，离开部队时只带葛霁云和数名亲信，去上海“休养”。在上海，邓宝珊结识了周恩来和被蒋介石通缉的国民党左派领袖邓演达，从而更加坚定了他反独裁求民主的信念。
 
　　1930年5月，蒋、冯、阎中原大战爆发，邓宝珊接受冯玉祥的邀请，赴河南说服樊钟秀助冯反蒋。樊钟秀被蒋介石飞机炸死后，邓宝珊接任第八方面军总司令。冯、阎讨蒋失败，邓宝珊再次辗转到上海“蛰居”。
 
　　1932年3月，应杨虎城之邀，邓宝珊出任西安绥晋公署驻甘行署主任，于甘肃省主席邵力子合作，整顿甘肃军政秩序。邵力子离任后，邓宝珊代理甘肃省政府主席。1934年驻甘行署撤销，邓宝珊任陆军新编第一军军长。