隨著北伐軍節節勝利，革命勢力向長江中游發展“當分校招生的訊息傳出之後，湘、鄂、贛、川、黔、皖、魯、豫、粵、桂各地的青年，為嚮往黃埔軍校的名聲和奔向革命的征途，都紛紛投奔長沙參加應考。報名人數之眾竟達l萬多人，而取錄學生僅1千人左右。由於擇優選錄，學生的思想素質和文化程度都比較高。”
分校於1926年12月開始招生，分設兩個招生處，一個在長沙分校內，招收湖南學生；另一個在湖北武昌，招收外省學生。
1927年2月，長沙分校正式招生1200餘人，分步兵、工兵、炮兵、政治4科：招收唐生智部連、排幹部800人，編為帶職第一、二大隊。校址設在長沙小關外教場坪。分校組織設本部為領導機構。
校務委員會常務委員為汪精衛、唐生智、石醉六。
校務委員為劉興、何建、李品仙、葉琪、周瀾；
教務委員為張國威、廖磊、范宿鍾、劉健緒、陶廣、熊震、李文杰、何萱、王錫濤。
校長為石醉六，教育長為余范傳，總隊長為謝煜燾，政治部主任為夏曦。
長沙分校實際並不隸屬於中央軍事政治學校管轄，而是受國民革命軍前敵總指揮唐生智管轄，分校各級負責人均由唐生智決定。分校政治課程有三民主義、歷史唯物論、經濟學、工人運動。所有政治教官，都是由政治部委派的，絕大多數系共產黨員或國民黨左派。
分校對政治教育十分重視，不少共產黨著名人物前來講政治課或作專題講演。夏曦在學生中的威信很高，講演很動聽，講話不用講稿，每次講話都在幾小時以上，學生聽講毫無倦容。當時湖南大學校長李達來校演講《三民主義》。軍事課有學科典範令、戰術、兵器、築城、地形、軍制、通信等各種教程。教官多是保定軍官學校畢業的，術科戰鬥教練到連，均採取日本式。分校學生分帶職學習軍官和新招學生兩種。帶職學習軍官，外出佩掛軍官斜皮帶，著軍官軍裝，分2個大隊；新招學生穿新兵軍服和扎橫腰皮帶，編為6個大隊，其中步兵、政治科各2個大隊，工兵、炮兵科各1個大隊，大隊長均繫上校銜，大隊下分3個區隊或4個區隊，區隊長為中、少校銜。帶職隊學習定為半年畢業，學生隊學習定為一年畢業。校長石醉六後來回憶說：長沙分校“規模頗宏大，但在湖南的政治環境上，共派過於優勢的操縱，國共已失去了平衡”，因此作為校長的他很難辦。分校創辦之時，正是湖南國民革命開展得轟轟烈烈，共產黨和國民黨左派勢力占據優勢之際，因此分校革命氣氛十分濃厚，政治口號強調孫中山倡導的聯俄、聯共、扶助農工三大政策和“革命的向左轉，不革命的滾出去”。在學校內外貼滿了紅色的革命標語，到處紅旗飄飄。政治部的革命刊物《火花》，每周出刊一期，宣傳革命理論，短小潑辣，最受學生歡迎。
1927年5月21日，駐長沙的國民革命軍第三十三團許克祥部發動“馬日事變”，分校進步學生被殺20多人，被捕50多人，還有100多名學生離校。校長石醉六、教育長余范傳不久離開，夏曦和一些政治教官和政治部工作幹部等共產黨人和學生中的共產黨員也轉移了，學校一度處於無人負責的白色恐怖狀態。
7月後，分校成立由唐生智為首的校務委員會，不再設校長，只保留教育長，由原總隊長謝煜燾升任，政治部主任改由仇鰲擔任，原政治部刊物《火花》改為《黨軍》，理論反動，引起學生反感。唐生智多不在長沙，校務實際由湖南政府代主席周瀾主持。
11月，由於唐生智反蔣失敗，於11日通電下野，出走日本。14日，程潛進駐長沙，並擔任湖南省政府主席兼第六軍軍長，令分校學生照常上課，還把自己辦的第六軍學生隊併入分校，和分校學生一同受訓。分校原有學生絕大多數跑到南京，由蔣介石收容編入中央陸軍軍官學校第六期，一小部分跑到武漢成為武漢分校的學生。到南京的學生共有500人左右，編為1個大隊（稱第三大隊），於1928年3月30日畢業。留在長沙分校的學生與第六軍學生隊合併受訓。“這一期學生畢業後，第三分校就同時結束了 。”
