在国民革命军的编制序列中，历史上曾先后出现过2个第23军，分别为川军和晋军。
川军
刘成勋时期
1926年10月，国民政府将川军刘成勋第3军改编为国民革命军第23军，刘成勋任军长。下辖：
第1师，刘国孝任师长；
第2师，陈鸣谦任师长；
第3师，孙涵任师长；
军直辖边防军羊清泉、贺中强等部。
1927年初，该军于第21军刘湘部联合为发起倒刘（刘文辉）之战时进行整编，将所属部队统一改编为第1、第2、第3、第4师。同年6月上旬，刘文辉所属第24军兵分三路向该军防区发起攻击作战；一路由双流向新津进攻；一路由重庆、大邑向邛崃进攻；一路由眉山、丹棱向名山、雅安进攻。当第24军发动进攻后，该军军长刘成勋指挥部队陆续退出彭山、双流、丹棱、大邑，向新津、邛崃集中，一部在石桥场后方擦耳岩一带向蒲江退却，被第24军击溃。与此同时，在刘文辉的策反下，该军第3师副师长杨芳毓、第2师副师长羊仁安、边防部队司令孙涵也公开通电，宣布与第23军脱离关系，投靠刘文辉。在此情况下，第23军已经名存实亡。6月29日，刘成勋被迫通电下野。至此，刘文辉将第23军及其防区全部兼并。
刘存厚时期
1927年6月，刘成勋的第23军被刘文辉吞并后，第23军番号暂时空缺。1928年初，国民政府为加强四川达县、宜汉、城口、万源地区的军事统治力量，以川军刘存厚部为基础重新组建第23军，刘存厚任军长，刘邦俊任副军长。下辖：
第1师，刘肇华任师长；
第2师，廖辰任师长；
军直辖第1、第2独立旅。
1929年初，该军增编第3师，魏邦文任师长。同年5月12日，在中共四川省委万县特别支部领导下，万源、宜汉、城口三县边境发动了武装起义后，刘存厚即任命该军第2师师长廖辰率领所属第3、第9团和骑兵团，对川军起义武装发动“围剿”。1930年7月，该军第2、第3师出兵陕南，占得镇巴、西乡、城固、洋县、汉阴、石泉、沔县蹬个县。同年10月，杨虎城入主陕西政务后，命其师长孙蔚如出兵陕南，该军所部撤回四川。1932年，该军与邓锡侯、田顺尧、杨森、李家钰、罗泽洲等部追随刘湘，结成了反刘文辉的联盟。同年10月，“二刘”争夺四川统治权的混战开始后，刘存厚虽参与了刘湘反刘文辉的联盟，但仍驻守原地，并未参加作战。
1933年2月，该军奉命参加了对川陕苏区和红军第4方面军的“围剿”作战。同年3月至10月，该军在与红军第4方面军的多次作战中遭到重创。10月28日，刘存厚因指挥作战不力被蒋介石下令“撤职查办”。副军长刘邦俊代理军长后，按蒋介石的指令，率领该军联同其他川军继续对川陕苏区发起六路“围攻”作战。在此次围攻”作战中，该军在第6路的编成内，在进攻万源、城口等作战中，被红军第4方面军消灭大部。同年底，该军番号被撤消，所部被刘湘的第21军吞并，改编为第21军第150师。
潘文华时期
1933年底，刘存厚的第23军被刘湘的第21军吞并后，第23军番号暂时空缺。1935年10月，国民政府国民党军事委员会对川军进行整编时，将刘湘所属的第21军扩编为第21军、第23、第44三个军。其中，将原该军第5师、教导师和边防第2路等部合编组成第23军，潘文华任军长，杨炽任参谋长。原教导师改编为第144师，杨国桢任师长，该师所属第1、第2、第3旅，分别由章安平、石照益、蒋尚朴任旅长；原第5师改编为第148师，陈万仞任师长，该师所属第13、第14旅，分别由达凤岗、潘左任旅长；边防第2路，穆肃中任司令。此次整编后，潘文华任四川南岸“剿匪”军总指挥，在同年10月至1936年上半年，根据蒋介石的命令，指挥该军参加了堵截红军第1方面军四渡赤水的作战和阻止红四方面军南下川康边的作战。在上述作战中，该军被红军歼灭3个旅，被俘近2万人。
1937年7月，抗日战争全面爆发后，该军驻守成都地区，处于休整和训练期间。在此期间，该军新增编第167师，杨国桢兼任师长，该师所属独立第15、第16旅，分别由穆肃中、黄岗任旅长。此时，该军下辖第144、第148、第167师。同年9月，该军第144、第148师出川参加抗日战争，第167师留驻四川梁山。11月下旬，该军在到达广德、泗安时与日军先头部队遭遇。在此次遭遇战中，军长潘文华率部奋勇阻击，击退日军多次进攻，缴获汽车20多辆，机枪10多挺，迫击炮10余门，获得初战胜利。但在其后日军集结重兵的反击作战中，该军官兵伤亡很大，部队受到严重损失。1938年6月，潘文华任第28集团军总司令兼第25军团长后，第148师师长陈万仞继任该军军长。1939年初，国民党均等进行整编时，该军番号和所属部队被裁减。
晋军
该军前身是晋军阎锡山所属第35军一部。1940年3月，抗日战争进入相持阶段时，国民党政府为加强在山西方向的军事防御力量，一晋军第35军第73师为基础组成第23军。刘奉滨任军长。下辖：
第73师，刘奉滨兼任师长，师下属第196旅、独立第旅。
1941年3月至1942年底，国民党军进行局部编制调整时，梁春溥任军长，武玉山任副军长。下辖：
第73师，高卓之任师长；
原第196旅扩编为暂编第39师，鲁应禄任师长；
原独立第2旅扩编为暂编第40师，郭熙春任师长。
在此次整编后，该军驻防在山西隰县、灵石地区，担任防守任务。1943年，国内的军队进行编制调整时，许鸿林任军长，阎应喜任副军长。同时将原隶属于第43军暂编第46、第47师改隶归该军；该军原辖第73师、暂编第39师，分别该隶第34军和第43军。此时，该军下辖：暂编第40师，武士权任师长；暂编第46师，郭溶继任师长；暂编第47师，王维桢任师长。
1945年8月中旬，根据蒋介石的指令，晋西南的第2战区司令官阎锡山，指挥所属晋系第19、第61军等部先后进占了太原、临汾、浮山、翼城、长治等地区，并包围了长治、长子、壶关、屯留、上党等地区。为了制止内战，争取和平，消灭侵入上党地区的晋阎军队，粉碎国民党军队被上进攻的图谋，人民解放军晋冀鲁豫军区于9月中旬发动了上党战役，从东南西三面合击孤军冒进的国民党军。9月10日，晋军开始派第7集团军副总司令彭毓斌率领该军和第83军、省防军等6个师，附炮兵两个团，共2万多人，向长治增援。该军在此次作战中，第7集团军副总司令彭毓斌被击毙，该军所属3个师被全歼。战后，该军和所属暂编第47师的番号被取消。暂编第40师番号改隶第19军，暂编第46师的番号改隶第33军。
