1916年5月,邓宝珊在陕南镇守使陈树藩部胡景翼团任连长,陈树藩是一个投机野心家,借“逐陆反袁”的声浪掌握陕西军政大权后,就通电取消了陕西独立,不久又投靠了北洋军阀的新头目段祺瑞。陕西进步力量发动了“反段倒陈”运动。1917年,孙中山发起护法运动,陕西民党起而响应,次年1月,邓宝珊与董振武协助张义安在陕西三原起义,一举消灭了陈树藩所属曾继贤旅的一个团(团长严锡龙)。这次起义导致了陕西多方反陈力量的联合,为陕西靖国军的护法斗争趋向统一创造了条件。1月27日,曹世英、胡景翼先后由耀县、富平到三原,共组陕西靖国军,分任左、右翼总司令,发出檄文讨陈。5月,于右任受孙中山之命潜回陕西,抵达三原。8月,靖国军总司令部成立,于右任任总司令,统一改编各部为六路,邓宝珊隶属于胡景翼的第四路,任靖国军第四路营长、团长、副总司令。
1921年11月,胡景翼接受北洋政府改编,为陕西陆军暂编第一师,任邓宝珊为该师岳维峻旅二团团长。邓宝珊不同意胡接受改编,于次年夏初,曾派人向孙中山反映陕西靖国军情况。孙中山致函邓宝珊,批评胡的行动是“受奸人蒙蔽”,向他“借问劳苦,并以为勖”,鼓励“坚持初志,百折不挠”,为在中国建立真正的民主共和制度而奋斗。
1922年4月底,直奉战争爆发。胡景翼奉命率部出潼关,与冯玉祥部协同,于5月在郑州附近大战河南军阀赵倜军。邓宝珊以前敌总指挥名义,指挥胡部李纪才、弓富魁的两个团攻破敌阵。此后,邓随胡景翼驻军安阳、邢台一带。1924年9月,第二次直奉战争爆发,冯玉祥、胡景翼、孙岳密谋共讨曹锟、吴佩孚,邓宝珊为胡联系冯、孙。10月19日,他前往滦平与冯会商,议决了秘密班师回京日期,将部队定名为国民军,冯玉祥后来在其《我的生活》一书中是这样记叙此事的:“我从古北口进驻到滦平,即秘密发信给胡笠曾(胡景翼字,又作立生)派代表前来会商班师日期。等了数日,邓宝珊奉派前来,我便召集各处的代表在一帐篷中举行会议。……结果规定队伍总称为国民军,因为我们这次革命,是拥护孙中山先生,并欢迎中山先生北上,中山先生所领导的党叫国民党,所以我们的队伍也就取名国民军。”10月22日,当直、奉双方战斗正酣之时,直军第三路军总司令冯玉祥从热河前线回到北京,当晚囚禁贿选总统曹锟于中南海延庆楼内。次日,冯、胡、孙三人联名通电呼吁和平。他们的反戈,导致直系大败。战后,邓宝珊因促成冯、胡、孙联合组建国民军有贡献,升任国民二军二师一旅旅长、国民二军第七师师长,参与了联合欢迎孙中山北上、主持国事的有关事宜。
1924年底,李大钊领导的中国共产党北方组织,开始在国民军中进行活动。从此,邓宝珊受到共产党政治主张的影响。次年春,随胡景翼到河南,任右翼总指挥,率李虎臣、蒋世杰两师击溃憨玉琨部。此后驻防陕县。他开办军官传习所、任命共产党员胡重差为所长,聘用了三名苏联顾问。李大钊派邓的同乡、共产党员葛霁云到邓部工作,被邓委以秘书长。8月,邓率部北上与奉军作战,占保定,经沧州,直抵天津附近。12月初,邓部参加国民军第一、二、三军会战天津李景林之役。当时,在李大钊策动下,邓宝珊于12月13日在马厂附近领衔发表通电,主张“召集真正代表民众之国民会议;由国民会议组织国民政府,对内谋全国之统一,对外谋国际之平等”,宣称“与民众为友者,即本军之友;与民众为敌者,即本军之敌”。在攻占马厂的战斗中,邓任总指挥,率第二军七师及史可轩的二师一旅,并高桂滋的一个团,会同三军一部,攻占该地。接着,配合孙连仲的第一军,从南路夹攻杨柳青。