为了进一步扩大革命力量，奠定革命基础，在铁甲队建立不久，陈延年又对"飞机掩护队"进行了改造。飞机掩护队驻地与铁甲车队相近，是一支属于广东革命政府航空局领导，但由国民党****掌握的武装。1925年三四月间，陈延年征得广东革命政府和航空局的同意，将原队长调离，另派共产党员、铁甲车队副队长周士第兼任飞机代表，并从铁甲车队抽调了一批队员充当骨干，又补充了一部分工人、农民和革命青年，从而使飞机掩护队的政治素质发生了重大变化。当周士第和赵自选即将赴任时，陈延年反复叮嘱他们，要做好工作，力争和平接管和改造，尽量避免武装冲突；周、赵到任后，陈延年又指示他们积极发展党员，抓紧建立党的小组。在陈延年的正确指导和去飞机掩护队工作的共产党员的积极努力下，飞机掩护队很快成为一支我党领导下的革命队伍。
随着革命形势的发展，陈延年和******进一步认识到建立我党直接领导的革命武装的重要性。
1925年11月，****广东区委决定建立党直接领导的以共产党员和共青团员为骨干的革命武装。陈延年和******商定，以铁甲队为基础，从黄埔军校毕业生中抽调一批共产党员、共青团员为骨干，另从广东、广西、湖南等地招募一部分士兵，共计二千人，组织国民革命军第四军独立团。任团长。陈延年还在独立团建立了各级党的组织，各营和团的直属队分别建立党的小组，团建立了共产党特别支部，直属广东区委领导。独立团成为大革命时期我党领导的惟一一支正规部队。它政治素质好，战斗力强，纪律严明，在北伐战争中建立了赫赫战功，被誉为"铁军"。
"车●%老陈"中国共产党在成立之初，曾集中力量从事工人运动，取得了反帝反封建的显著成果。然而，作为一个革命者，如果不了解中国工人的生活状况，不能在思想上、感情上，甚至生活习惯上和工人打成一片，就不能完成领导工人运动的伟大历史使命。而陈延年，正是一个置身于工人群众之中，与广大工人水乳交融，成功地领导工人运动的革命家的光辉典范。
陈延年初到广州时，不会讲广东话，难于同工人农民交谈，工作起来很不方便。但他不怕困难，努力深入到工人中去，向他们学习广东话，了解他们的生活和思想。他得知广州黄包车工人多，受压迫深重，又在城市交通中发挥着重要作用，便到一些黄包车工人聚居的地方和工人交朋友，拉家常，并向他们学拉黄包车。当有的工人生病或有事不能出车时，延年就主动帮忙，替他们出车。当时香港《工商日报》出于诋毁共产党的目的，抓住此事大做文章，发表文章讥笑共产党的干部竟然去当黄包车●%，等等。陈延年看到后，反而觉得高兴。他笑着对同志们说，共产党员当车●%，并不是什么耻辱的事。如果工作需要，不管任何同志，去当车●%是光荣的。
陈延年经常与车●%一起躬身拉车，加上他身材魁梧，步履刚劲，衣着朴素，很快就与工人打成了一片。他把拉车挣回的钱全部交给工人，工人们对他都很感激。他不仅和工人们一起拉车，还经常到广州最低档的饭馆和工人一起吃饭，在吃饭过程中了解工人的思想和要求。开始时，他不懂广东话，还得请人当翻译，由于成天和工人在一起，他很快便学会了惯用的广东话，亲切地和工人直接交谈，向工人宣传革命道理。赢得了么问题都肯告诉他。平时，大家都亲切地称他为"老陈"。当工人们知道他曾去法国、苏联留过学，竟不敢相信。他们说，"老陈"根本不像出过洋、留过学的洋学生，倒像一个道地的苦力。
在陈延年等人的发动下，广东黄包车●%的觉悟迅速提高。他们很快便组织起来，成立了车●%工会，会员达数千人，参加了工人代表大会，成为广州工人反帝反封建的一支重要力量，在后来的省港大罢工和广州起义中发挥了重要作用。
1925年5月30日，上海发生了英帝国主义枪杀中国学生和工人的"五卅"惨案。第二天，惨案的消息便传到广州。当晚，陈延年主持召开了广州全市的党团员大会，详细报告了惨案的经过和广东的时局，要求全体党团员发动广大群众，迅速声援"五卅"运动，掀起反帝热潮。
6月2日，广州各界群众万余人，在广东大学广场举行集会，大会向全国人民、日本和全世界人民发出通电，声讨英帝国主义屠杀中国人民大同盟(后改为广东对外后援会)，组织讲演队，宣传抵制英货、日货等决定。会后，举行声势浩大的示威游行。
为了进一步在广东掀起反帝斗争的新高潮，陈延年又主持召开了广东区委会议，决定立即发动香港工人和广州洋务工人举行大罢工。会议还决定派邓中夏、杨殷等人去香港，冯菊坡、刘尔崧、周文雍等人去沙面和东山，分头发动工人，秘密建立罢工领导机构。为了争取广东革命政府支持罢工斗争，陈延年等还再三与国民党****领袖廖仲恺进行磋商。在他们的共同努力下，革命政府支持工人的罢工斗争，答应从经济上给予援助，政治上给予支持。6月15日，在陈延年的主持下，广东区发布了《告广东人民书》，号召广东全省工人和各界人民团结一致，参加反帝斗争。6月19日，省港大罢工正式爆发。整个香港的工人都发动起来，不到半个月，罢工人数即达25万，其中有十多万人陆续回到广州；广州沙面洋务工中国工人的罢工斗争，有力地震撼了英帝国主义的殖民统治。
为了进一步扩大省港大罢工的声势，陈延年和******等领导广州各界群众及省港罢工工人五万余人举行集会。陈延年和******等先后在群众大会上发表演说，强烈谴责英帝国主义镇压中国人民的罪恶行径，号召广大群众进一步行动起来，与帝国主义斗争到底。会后举行声势浩大的示威游行。陈延年和******亲自参加这次游行。当游行队伍行进到沙面对面的沙基时，遭到沙面英、法军队的机枪扫射，群众死伤多人，造成了骇人听闻的"沙基惨案"。
沙基惨案发生时，陈延年正在游行队伍之中，得知出事的消息后，他立即带着工作人员赶到出事现场，与******等指挥群众隐蔽、疏散、撤退，并及时调查群众的死伤情况。当晚，陈延年召开区委紧急会议，研究对策。会议决定扩大罢工，组织罢工工人纠察队，全面封锁香港。会后，陈府采取紧急措施，支持革命群众，打击帝国主义的嚣张气焰。
随着省港大罢工的深入发展，参加罢工的工人人数越来越多，罢工斗争的浪潮越来越大。为了把几十万罢工工人紧密地团结和组织起来，保证罢工斗争的顺利进行，陈延年和邓中夏等及时地提出建立罢工工人代表大会和省港罢工委员会，作为团结广大罢工工人进行革命斗争的指挥部。苏兆征被选为省港罢工委员会的委员长。
由于陈延年等采取了正确的斗争策略，以及强有力的领导，省港大罢工步步取胜。到了6月19日，香港罢工人数达到25万，其中10多万人陆续回到广州。罢工工人成立了武装的工人纠察队，开始对香港实行全面封锁，使香港的经济活动很快陷于瘫痪，"香港"变成了"臭港"、"死港"，沉重地打击了英帝国主义的嚣张气焰。但到后来，陈延年等发现这种做法不利于利用帝国主义之间的矛盾，不利于孤立当时的主要斗争对象州经济的发展。针对这一实际情况，陈延年与邓中夏、苏兆征等商议，并征得国民政府同意后，及时改变斗争策略，采取了"以退为进"、"单独对英"的办法，将原来"禁止任何国家轮船出入广州"的规定改为"凡不是英国货、英国船及经香港者可准其直来广州"。结果，那些不愿和英帝国主义者一起直接与国民政府为敌的美、日等国商船纷纷向广州政府申请领取"特许证"，直接开到广州，使封锁香港所带来的各种问题都得以解决。
在领导省港大罢工的过程中，陈延年十分注意安排好罢工工人的生活，做好罢工工人的思想教育工作。他认为，这是罢工斗争坚持到底的重要条件。当时，大量香港罢工工人回到广州后，生活上困难很多，首先遇到的便是吃饭问题。为此，陈延年派了许多党员协助罢工委员会开办罢工工人食堂。为加强对罢工工人的思想教育，他选派得力干部为罢工委员会主办机关报《工人之部到工人代表大会作政治报告。1925年10月9日，他以陈东教授的名义，在罢工工人第三十三次代表大会上，亲自作了深刻生动的政治报告。他的报告通俗易懂，深入浅出，使罢工工人进一步增强了必胜的信心和决心。
震惊中外的省港大罢工，坚持了十六个月之久，于1926年10月10日宣告胜利结束。它是中国工人运动乃至世界工人运动历史上规模最大，坚持最久，影响深远的一次罢工，沉重地打击了帝国主义在中国的势力，极大地教育和锻炼了中国工人阶级和广大人民群众，有力地推动了革命形势的发展。陈延年作为这次罢工运动的杰出领导人之一，对取得罢工斗争的胜利作出了不可磨灭的贡献。
"不抬轿子！"随着革命形势的迅速发展，国共合作的统一战线内部资产阶级与无产阶级争夺领导权的斗争日趋激烈。在错综复杂的形势面前，陈延年十分注意维护中国共产党的独立性，坚持无产阶级在统一战线中的领导权。他时常告诫同志们："我们要提高警惕，不要为国民党抬"轿子"，不要做国民党的"姨太太""。针对当时那种认为无产阶级在资产阶级民主革命中只能处于帮助国民党的地位，只能充当革命的苦力的观点，陈延年严肃指出："苦力主义"是要不得的！1926年1月，国民党第二次全国代表大会在广州召开。大会前夕，国民党****操纵的反动组织孙文主义学会阴谋进行捣乱，计划在会前举行示威游行。陈延年以高度的警觉及时召开有关会议，研究对策。他强调，对于孙文主义学会分子"绝对不能妥协让步，一定要对他们进攻！"会议制订了限制孙文主义学会分子的各种斗争策略，决定在国民党"二大"开幕之日，发动全市各界群众举行游行示威，并隆重阅兵，进行针锋相对的斗争。结果，参加我党发动的大游行的群众达十余万人，而参加孙文主义学会发动的游行者仅寥寥千余人。由于陈延年及时采取对策，孙文主义学会破坏国民党"二大"的阴谋被彻底挫败。
