陇海线序战
从五月上旬开始，阎冯联军以石友三为左路，由考城向菏泽、定陶搜索前进；以万选才为中路，孙殿英为右路，分别由归德、亳州向砀山、徐州搜索前进。徐永昌、杨爱源指挥的三个军及炮兵部队开到陇海线之后，徐即设司令部于兰封，并以大部兵力策应万、孙两部。
五月十一日，双方开始大规模的接触。因蒋军来势甚猛，且有空军配合作战，激战数日，万、孙两军逐渐不支，节节后退，孙部退往亳州，万部退至归德附近。后万部即陷于包围之中，归德被蒋军攻破，师长万殿等被俘。其余部队由石振清指挥突围西撤，代理万选才军职。这样一个突然的变故，立即造成了军事上极大的混乱。
西北军初试锋芒
蒋介石因这一战役颇为得手，便亲自到归德督战，以期一鼓作气，把陇海正面的晋军打垮。他以刘峙的第二军团的主力部队向兰封猛烈进攻，并以空军配合轰炸。由于晋军预先在这方面构筑了坚固的防御工事，并且阎锡山把预备使用在津浦线方面的一个军调来增援，兵力既有增加，兼之采取守势，而且发挥了炮兵的威力，使得蒋军的进攻难于进展。正在双方激战的时候，郑大章指挥的骑兵出现于永城、夏邑一带，予蒋军后方以极大威胁，牵制了蒋军不少兵力。
西北军在平汉线的攻势
五月十六日，何成浚对平汉线下总攻击令，王金钰部包围樊钟秀部于临颖，并向许昌进逼。六月四日，坚守许昌的樊钟秀被蒋军空军轰炸阵亡。冯得报，立即派邓宝珊接任第八方面军总司令，冯并亲赴许昌视察，以安定军心。随即派孙连仲率部驰赴许昌增援，阎锡山亦派骑兵司令赵承绶进攻周口。西北军高树勋、葛运隆两师由许昌南进向漯河进攻，刘桂堂部亦在西华、周口之间与岳维峻部激战。这时，桂军已攻入湖南，于六月五日占领长沙，八日进占岳州。冯玉祥为了配合桂军作战，于十日下令向平汉线蒋军发动全线进攻，激战仅两昼夜，蒋军即纷纷向漯河以南溃退。这时，冯又开始计划在豫东方面布置另一次会战。在平汉线击溃蒋军之后，冯即将孙连仲、张自忠、葛运隆等部调回，并令张维玺所率各部停止向南追击，两军即相持于漯河之线。 西北军的“口袋战术”
适在这时，
蒋介石得到冯玉祥抽调孙连仲等部参加这一会战的密电，临时变更部署，急抽上官云相部由平汉线前来应援，并令平汉线积极反攻，借分冯军兵力，蒋并亲赴柳河车站督战，以振作士气。但是，西北军的孙良诚、庞炳勋、吉鸿昌等部已将蒋军在高贤集、龙曲集等处截成数段，接着就发生了白刃战。蒋军损失惨重，仓皇中一部经太康向周口溃退，一部经睢县向商邱溃退，张治中师掩护退却，损失尤巨。
这一战役，虽然给了蒋军以严重的打击，但是由于各部对冯的命令执行得不够彻底，又加之蒋介石临时变更部署，以致包围计划未能彻底完成，使蒋军获得突围的空隙。这一役的战果，除截获汽车一百余辆和大批辎重物品而外，对蒋军的有生力量则未能予以大量的歼灭。
亳州解围
孙殿英自退守亳州，即被蒋军王均部围困，以后蒋又派叶开鑫部协同王均部积极围攻。孙殿英虽与阎、冯军失掉联系，但以亳州位置在陇海、津浦两线的三角地带，对蒋军侧背威胁很大，故蒋介石曾严令王、叶等部限期将亳州攻下。但他们屡次进攻，均未得手。蒋遂派张钫前往亳州诱降，孙殿英不为所动，且将张钫扣留（后经王翰鸣前往营救，始获释出）。孙殿英在困守亳州的时期中，冯虽曾命鹿钟麟设法空投过一部分弹药，但因长期被围（将及三月），终于弹尽粮绝，城内居民，情况更惨，而大量空投又有困难，经孙殿英迭电告急，冯遂决定令孙连仲率部前往驰援，第一步先解亳州之围，第二步再由孙连仲部会同孙殿英部由亳州长驱东进，直取蚌埠、宿县，以截断蒋军后路，并令鹿钟麟进驻太康，指挥这一方面的战事。孙连仲于七月中旬经鹿邑进援亳州，与孙殿英部内外夹击，将王均、叶开鑫等部击溃，亳州之围遂解。鹿钟麟命令孙连仲、孙殿英按照预定计划向津浦路挺进。
八月攻势
阎锡山在津浦线指挥晋军于六月二十五日攻占济南。七月上旬，蒋介石即由各方面抽调大部兵力，陆续开到津浦线，一部由海运在青岛登陆开往胶济线，于七月中旬开始反攻。津浦线晋军首先受挫，节节后退。但休整之后，八月六日全线开始总攻。中路孙连仲部首先将防守河堤岭之蒋军击溃，进至勒马集；孙殿英部亦逼近马牧集，迫使蒋军左翼不得不变更阵地，向后转移。惟宁陵一带因靠近陇海路线，蒋军有重兵防守，加以连日大雨，宁陵以北，河水泛滥，平地水深数尺，以致孙良诚、吉鸿昌部进展较慢。
在冯军全线猛烈攻击的时候，蒋介石鉴于情势危急，为了确保退路，乃分电各将领固守鹿邑、太和、阜阳、涡阳、蒙城、永城、夏邑和亳州各城，敌军来攻时能固守不失者，准各升二级，赏洋五万元，借以激励士气。恰逢大雨不止，冯军停止进攻，蒋军颓势才有了扭转。
急转直下
津浦线上济南的得而复失和陇海线上八月攻势的受阻，是整个战局的转折点。从这时起，蒋介石便将津浦线方面的大部精锐部队分别调到平汉、陇海两线，并且把进攻重点放在平汉线，以威胁陇海线阎冯联军的后方，并进扰陇海路西段，以截断西北军的退路。蒋军由津浦线抽调的部队开到河南境内之后，一方面从考城经兰封、杞县、太康集中主力于淮阳、周口进行攻击；另一方面，从平汉线以西分许多纵队，分途向登封、洛阳挺进，并于九月六日开始总攻。张维玺以两翼均遭到威胁，乃从许昌后撤。冯玉祥派冯治安率部增援，正在激战的时候，
张学良于九月十八日发出通电，东北军大举入关，整个局势便发生了急转直下的变化。
西北军崩溃
陇海线晋军向黄河以北撤退；庞炳勋、孙殿英、刘春荣等部均纷纷自由行动，随同晋军撤到黄河以北；石友三通电表示拥护
张学良的主张，并率部由鲁西开往豫北，将漳河铁桥加以破坏。10月4日这天，阎锡山、汪精卫秘密到郑州与冯会晤，在共同商定联合发表实行停战的通电后，阎、汪于当日夜间离郑北返，冯亦于次日率副总司令部人员撤退到黄河以北的新乡。蒋军于六日进入郑州。
10月8日
冯玉祥到石家庄与
阎锡山会面。他们鉴于大局急转直下，无法挽回，而蒋介石又坚持他两人必须下野，遂商定阎将军政交与
徐永昌，冯将西北军交与
鹿钟麟，他们两人出国暂避。11月4日阎﹑冯通电下野﹐取消太原陆海空军总司令部﹐所属军队被张学良﹑蒋介石改编。
