国共合作的革命统一战线建立后，广东逐渐成为中国大革命的中心和策源地。广东地区的党组织虽然有了一定发展，党员人数也有新增长，但远远不能适应迅猛发展的革命形势需要。1924年初，中共中央陆续派遣干部到广东，加强对广东革命斗争的领导。10月，从法国留学归国的周恩来奉命担任中共广东区委委员长。在他的领导下，中共广东区委设置了组织部、宣传部、农民运动委员会、工人运动委员会，工作职能得到进一步优化，开创了中共广东区委工作新局面。
1924年周恩来奉命从欧洲回国，这是担任黄埔军校政治部主任时的周恩来
1925年2月，周恩来担任黄埔军校政治部主任，由陈延年接任中共广东区委书记。10月，中共中央在北京召开执行委员会扩大会议，陈延年出席了这次会议。会议通过《组织问题决议案》，指出广东党的组织建设方面存在一些缺点：“粤区虽能在思想上影响工农群众，而不在组织上把这种势力巩固起来———吸收工农分子进党及在各种团体里组织我们的党团，这是一种错误”，并要求“努力发展党员的数量及严整党的组织”。
中央十月会议后，陈延年立即主持召开中共广东区委工作会议，研究部署加快发展党员，壮大党的各级组织。社会环境和工作基础较好的广州地区被列为工作的重点区域。此时，省港大罢工如火如荼，中共广东区委即在省港罢工委员会中设立“党团”，一方面作为党领导罢工的机关，另一方面通过省港罢工委员会及各工团组织工作的共产党员在工人中建立党的组织，吸收发展党员。短短一个月，罢工工人中的党员已发展200多人。海员支部发展党员较快，不久达到500人以上。铁路系统新建广九铁路支部。至1926年，广州市铁路、海员、自来水、电灯、电话、汽车、内河轮渡、驳载、码头、邮务、印务、油业、建筑、钢铁、酒楼茶室、人力车、理发、店员、洋务、卫生、手工业等行业均建立了党的支部，党的组织触角基本覆盖广州市区内主要行业。中共广东区委还注重在市内青年学生中发展党员。1926年初在广东大学建立支部，党员人数达六七十人，不久扩充为中共广东大学总支。9月，广东大学改名中山大学，中共广东大学总支改为中山大学总支委员会，一些院系建立了党支部，发展一批青年教师和学生骨干入党。此外，中共广东区委还加强了对妇女工作的领导，发展高恬波、夏松云、谭竹山等人入党，并建立了中共妇女支部。
广东区委旧址
在广州地区，中共广东区委还十分重视在国共合作的统一战线组织和黄埔军校、国民革命军中建立党的组织，发展党员。中共广东区委在国民党中央党部中建立了以谭平山为书记的“驻国民党中央党团”，以共产党员的思想、言行来影响国民党的政策，推进国民党革命化。1924年秋冬，成立中共黄埔军校支部（后改为特别支部），蒋先云、杨其纲先后担任书记。在黄埔军校师生及国民革命军第一军中，共产党组织发展比较快，“在连、排、班以及士兵中有了我们党的组织”；党员人数增长较快，仅第一期学员中，可认定的共产党员不少于70人。1925年冬，中共广东区委还在国民革命军第四军叶挺独立团建立了支部，最初有党员20多名，团、营、连主要军事干部均由中共广东区委委派，从而保证这支部队牢牢掌握在共产党人手里。
在广东革命根据地统一的过程中，随着国民革命军不断向东江、南路、琼崖进击，党的组织也从广州及其附近市县迅速扩展到全省范围。
中共广东区委下辖组织示意图
中路地区，建立东莞、花县、清远、宝安、新会、中山、新塘、三水、佛山、南海等支部，随后成立中共东莞地委、中共四邑（五邑）地委领导所属县党的组织。
西江地区，建立广宁、鹤山、四会、德庆、开平、新兴支部以及罗定、高要县特支，随后成立中共西江地委，负责领导西江地区各县党组织。
北江地区，建立曲江、英德、仁化、南雄、乐昌等地的党的基层组织。1926年冬建立中共北江地委，统一领导北江地区各县的党组织。
海陆丰地区，随着第一次东征的胜利，1925年4月建立中共海陆丰特支，不久后发展为中共海陆丰地委，下辖海丰、陆丰各部委、特支、支部以及惠阳县高潭特支。
东江惠州地区，1926年3月撤销中共惠州特支，成立中共惠州地委，下辖惠州地委机关、惠州、紫金、龙川、惠阳象山、博罗县城等特支、支部。
潮梅地区，1925年12月成立中共潮梅特别委员会，1926年3月改为中共汕头地委，下辖大埔、揭阳、潮阳、潮安、澄海、饶平、惠来、普宁、丰顺、梅县、兴宁、五华县、平远中学等部委、特支或支部。
南路地区，在中共广东区委及南路特派员黄学增领导下，电白、阳江、吴川、遂溪、海康、梅菉、廉江、茂名、北海、化县、信宜等地建立党的组织。1927年1月成立中共南路地委，统一领导南路地区的党组织。
琼崖地区，1926年2月在海口成立中共琼崖特别支部，建立琼东、琼定、文昌、万宁、乐会、儋县、临高、安定、陵水、崖县等一批党的特支或支部。
1925—1926年，广东全省大部分县、市都建立了党的基层组织。与此同时，全省的青年团组织也得到同步筹建，有了快速发展。除广东外，广西、福建、云南也建立了党的组织，归属中共广东区委（又称“两广区委”）领导。
随着广东党组织的大发展，中共广东区委的组织机构也发生较大变化。陈延年接任中共广东区委书记后，增设青年运动委员会、妇女运动委员会、学生运动委员会、监察委员会，设立区委秘书长之职，出版机关刊《人民周刊》，中共广东区委成为当时全党最健全的地方组织。监察委员会以林伟民、杨殷、杨匏安、梁桂华为委员，林伟民担任书记，这是中国共产党第一个党内地方监察机构，也为党进行纪律监督的早期探索作了最初的尝试。中共广东区委还注重加强自身建设，在干部培训、宣传教育、基层支部建设、集体领导等方面做了许多开创性工作。至1927年4月，广东地区党员人数达9000余人，成为大革命时期中国共产党管辖区域最广、管辖党员人数最多的地方组织之一。中共广东区委书记陈延年作风朴素， 夙夜在公，富于开拓，在党内被誉为“开疆辟土的拖拉机”。
