1928年11月28日， 国民党中央政治会议第165次会议将参谋部改为参谋本部，直隶于国民政府，掌理国防及用兵事务，统辖全国参谋人员、陆海空军大学校、陆地测最总局及驻外武官。设参谋总长1人，综理部务；参谋次长2人，辅助总长处理部务。参谋本部初置4个厅及各级参谋、副官、秘书、顾问若干人，1932年9月26日公布该部组织法，设总务厅和第一、第二、第三厅、边务组及国防设计委员会，1933年增设城塞组。1935年国防设计委员会与兵工署资源司合并，改组为资源委员会，直隶军事委员会。1938年1月，国防最高会议决议参谋本部合并于军委会军令部。

参谋本部（1928.10-1938.2）

参谋总长

李济深（1928年10月任），广西梧州人，粤军首领，在政治上与新桂系较为亲近，是新桂系的重要盟友。

何应钦（1929年3月兼署），贵州兴义人，中央军二号人物，黄埔教官系（何系）首脑，与蒋中正并称“蒋何”。

朱培德（1929年5月代理，9月任；1934年12月代理），云南楚雄人，中国国民党元老，朱培德派驻粤滇军首领。

蒋中正（1932年3月兼） ，浙江奉化人，蒋派首领， 南京国民政府实际掌控人。

程潜（1935年12月任），湖南醴陵人，中国国民党元老，原程潜派湘军首领。九一八事变后，国民党各派谋求和解，程潜得以复出。

参谋次长

刘汝贤（1928年11月~1929年4月），河北献县人，原北洋军人，曾先后任北洋政府参谋次长（1924年11月）、署理参谋总长（1926年1月）。

葛敬恩（1928年11月~1930年3月；1930年10月~1931年12月；1933年7月代~1933年10月），浙江嘉兴人，浙军出身，曾任浙军第一师参谋长（1924~1926年）。

李树春（1930年4月~1930年10月），河北清苑人，西北军将领，被韩复榘倚为肱股。

鲍文樾（1931年3月~1932 年4月），辽宁凤凰人，满族，东北军将领，中原大战期间曾作为张学良的代理人与蒋联络。

黄慕松（1931年12月~1935年4月），广东梅县人，粤军将领，其任参谋本部测量总局局长时首次完成全国军事测量任务，因而被誉为“中国军事测量之父”。

贺耀祖（1932年4月~1934年12月），湖南宁乡人，湘军出身，在政治上较为开明。

杨杰（1934年12月~1938年1月），云南大理人，白族，滇军出身，蒋中正高参，后因在抗日战略上与何应钦冲突而退出中枢。

熊斌（1935年4月~1938年1月），湖北礼山人，西北军将领，中原大战后投靠蒋中正。

主任高级参谋

张元祜（1929年12月~1938年1月），湖南湘乡人，保定军官学校第三期步兵科与陆军大学第六期毕业，1924年3月应邵元冲邀请南下广东。

高级参谋

张元祜（1928年11月~1938年1月）；胡翊儒（1928年11月~1929年8月）

王纶（1928年11月任）；杨化昭（1928年11月~1929年7月）

段云峰（1928年11月~1929年8月）；陈良佐（1928年11月~1929年10月）

钟体道（1929年7月~1937年11月）；袁绩熙（1929年8月~1936年12月）

彭赞汤（1929年8月~1937年6月）；李益滋（1929年10月免）

林蔚（1929年10月~1930年2月） ；钱卓伦（1929年10月~1934年2月）

卢佐（1930年2月~1931年7月）；黄菊裳（1931年7月~1934年2月）

欧阳格（1932年9月~1935年3月）；林振雄（1932年9月~1938年1月）

殷祖绳（1932年9月~1935年4月）；虞典书（1932年9月~1934年5月）

甘丽初（1932年9月~1935年6月）；杨宣城（1932年9月~1933年2月）

何成璞（1932年11月~1933年7月）；周济民（1932年12月~1933年2月）

肖仁源（1933年2月~1935年1月）；黎明（1934年2月~1938年1月）

周磐（1934年2月~1936年8月）；杨廷溥（1934年5月~1937年7月）

王泽民（1935年1月~1936年1月）；郝国玺（1935年3月~1936年2月）

赵锦雯（1935年8月~1938年1月）；方贤（1937年3月~1938年1月）

刑震南（1937年6月~1937年9月）；唐星（1937年6月~1938年1月）

史久光（1937年6月~1938年1月）；胡泽膏（1937年6月~1938年1月）

总务厅厅长

张国元（1928年11月任），广东合浦（今属广西）人，粤军将领。

王右瑜（1929年5月任），四川井研人，川军出身，因遭蒋派酆悌等人排挤，调至参谋本部。

熊斌（1932年9月任）

陈焯（1935年12月任），浙江奉化人，浙军出身，1923年春应蒋中正邀请南下广东。

第一厅厅长

刘光（1928年11月任）

黄慕松（1932年9月兼）

王纶（1933年4月任）

张亮清（1935年11月任）

龚浩（1936年6月任），湖南益阳人，唐生智心腹。

第二厅厅长

阮肇昌（1928年11月任），云南昆明人，原五省联军陈调元旧部。

钱宗泽（1929年10月任），浙江杭县人，浙军出身。

林蔚（1930年2月任）

贺耀祖（1932年9月任）

徐培根（1933年4月任），浙江象山人，浙军出身。

龚浩（1935年3月任）

徐祖诒（1936年6月任），江苏昆山人，东北军将领，东北易帜时曾作为张学良的代理人与南京国民政府代表接治相关事宜。

第三厅厅长

林蔚（1928年11月任）

王纶（1929年1月任）

参谋本部副厅长

王纶（1932年9月~1933年4月）；陈焯（1932年9月~1933年4月）

谢履（1932年9月任）；龚理明（1933年4月任）

徐祖诒（1933年9月任）

参谋本部处长

游风池（1932年9月任）；龚理明（1932年9月~1933年4月）

徐祖诒（1932年9月任）；朱伟（1932年9月任）

王鹗（1932年9月任）；何成璞（1932年9月~1932年11月）

朱世明（1932年9月任）；王固磐（1932年9月~1933年2月）

申厅禅（1932年9月任）；陆权（1932年9月任）

王钊（1932年9月任）；赵文藻（1932年9月任）

钱诒方（1932年9月署）；周明（1933年2月任）

周济民（1933年2月任)；侯成（1933年2月任）

钱诒士（1933年8月任）

陆地测量总局

依1929年1月23日公布之《参谋本部陆地测量总局组织大纲》，直隶于参谋本部，掌管全国陆地测量业务之规划实施、印制地图，并担任关于江苏省及边疆测量事宜。设局长1人,副局长1人。1930年2月27日复公布组织大纲，陆地测量总局置事务、技务2处。

局长 黄慕松（1928年11月任）；吴德芳（1933年2月任）；黄思基（1936年2月任）

副局长 吴德芳（1928年11月任）；花春培（1933年2月任）

陆军大学

1929年1月31日和8月23日分别公布了陆军大学《条例》和《组织法》，直隶于参谋本部。设校长、副校长、教育长等职务。

校长 黄慕松（1929年7月免）；周斌（1929年7月代）；杨杰（1931年12月任）；蒋中正（1935年1月兼）

教育长 周斌（1929年7月任）；王泽民（1935年1月免）；杨杰（1935年1月兼）

各省陆地测盘局

据1930年2月27日公布之《参谋本部各省陆地测量局组织大纲》，各省陆地测量局直隶于参谋本部陆地测量总局，兼受各该省省政府指导，办理各省陆地测量及制图、土地勘测事务。