在編遣會議期間，馮玉祥和蔣介石之間矛盾已經激化。1929年春節，馮不告而別，由南京回到河南，雙方矛盾就表面化了。4月初蔣介石進兵兩湖討伐桂系時，馮在邵力子的疏通下，表面上雖打出了擁護中央的通電，暗中卻部署重兵於豫東和豫南，其意圖是蔣戰敗即派兵渡江奪取南京，桂軍敗則派兵出武勝關奪取武漢。桂系在鄂失敗後，韓復榘、石友三兩軍曾一度推進到鄂北花園。蔣介石並在武漢召見韓、石，以賞軍隊為名，進行收買。
桂系失敗後，馮玉祥在陜西華山玉泉院召集將領會議，認為桂系之所以失敗，是由於戰線過長，李、白對將領失去控制之故，遂決定縮短戰線，放棄山東、河南地盤，將孫良誠、韓復榘、石友三等部撤退到陜西和豫西。不料潼關以東駐軍除孫良誠部遵令撤回陜西外，韓復榘、石友三早已對馮不滿。在蔣介石收買之下竟通電擁護中央，率部叛馮投蔣；接著劉鎮華、馬鴻逵、楊虎城等也紛紛通電脫離了馮玉祥。
馮玉祥遭此重大挫折，在走投無路之下，委宋哲元代理總司令，只身去山西謀說閻錫山共同反蔣。閻卻將馮軟禁在五台縣西會村，作為與蔣談判要價還價的籌碼。
蔣介石在打敗桂系，分化西北軍後，為了控制中原局勢，即派其系將領蔣鼎文率第二軍駐紮武漢地區，南控湘贛，西制川鄂；命顧祝同率第一軍駐屯徐州，南掩京滬，北控蘇魯；對於馮玉祥西北軍，則采取以毒攻毒的策略，起用唐生智為第五路軍總指揮，率其久經戰陣的第八軍及何成浚、楊傑率領的北伐期間收編的孫傳芳、張宗昌等舊部，開赴豫西扼制西北軍東出潼關，並加緊物資封鎖，試圖將馮軍困斃於西北荒寒地區。
西北軍將領對閻錫山背信棄義扣留馮玉祥極為憤慨，再加上陜、甘、寧青地方貧瘠，給養極其困難，都願意投蔣打閻以開啟出路，遂由鹿鐘麟出面拉攏韓復榘和石友三。這時，韓、石叛馮不久，雖由蔣介石分別任命為山東、安徽兩省主席，但他們周圍均駐有蔣介石系部隊，頗不自安，時思擺脫困境。他們在鹿鐘麟勸說之下，均表示同意合力攻晉。鹿旋去南京向何應欽表示說，蔣收買他們的將領，雖是敵人，但閻扣留他們的總司令，則是仇人；為了報仇，願與敵人和好。何應欽當即答應馬上接濟軍火。閻錫山聞訊，極其恐慌，又加上宋子文派人來華北接收平津稅收，又不準閻錫山發行公債，更使不滿。閻遂向馮表示，只要西北軍出兵，他就馬上出兵響應。這樣，西北軍將領就由攻閻改為攻蔣。
1929年10月10日，退駐陜、甘的西北軍在代總司令宋哲元指揮下發動了反蔣戰爭。當時策定的作戰方略為：石敬亭、孫良誠、龐炳勛、宋哲元率
西北軍主力打出潼關沿隴海路東進，直下鄭、汴；孫連仲、劉汝明率兩個軍出紫荊關直撲南陽；張維璽、田金凱兩個軍出武關，循白河東進，威脅襄樊。後兩路得手後進取武漢，與兩廣的張、桂聯軍取得聯系。蔣軍方面的部署是：唐生智、何成浚、楊傑等軍擔當隴海路正面，構築堅固陣地阻止孫良誠等軍東進；方鼎英指揮的幾個軍部署於舞陽、葉縣、西平，保護京漢路；劉峙指揮的蔣軍嫡系兩個軍放在武漢，策應各路對馮軍作戰。
馮軍三路出動後，初戰甚為得手。孫良誠指揮的正面各軍很快打敗守洛陽的徐源泉軍，進抵登豐、密縣；宋哲元指揮的馮治安等軍攻下臨汝，劉汝明軍也進抵西峽；張維璽軍更進出於老河口一帶。宋、孫兩路軍在防守隴海線黑石關要隘的龐炳勛第二路軍配合下，正待部署軍隊奪取許昌和鄭州。不料這時蔣介石給閻錫山撥來月餉六百八十萬元，並委為海陸軍副司令，閻在蔣重價收買之下，又倒向蔣介石方面，使西北軍士氣受到很大打擊。又加唐生智、楊傑、方鼎英督率蔣軍拼命阻擊孫良誠軍，孫遂放棄密縣、登豐後撤。宋哲元偵知孫良誠正接洽投蔣，恐腹背受敵，遂下令前線的本路軍及龐炳勛軍向潼關撤退。因掩護撤退的魏鳳樓軍過早放棄龍門，被徐源泉軍截斷後路，致孫良誠第二路軍受到很大損失。嗣吉鴻昌率軍由寧夏趕到潼關就任潼關警備司令，西北軍始穩住了形勢，得以重整旗鼓。
現將此次蔣馮戰爭期間討逆軍戰鬥序列：
討逆總司令 蔣中正，浙江奉化人，中央軍領袖，國民政府實際掌控者。
參謀長 朱培德，雲南安寧人，國民黨元老，朱培德派滇軍首領，依附於蔣中正。
第一路軍總指揮 方鼎英，湖南新化人，湘軍出身，蔣中正同學，後因對內戰不滿，與蔣分道揚鑣。
第三軍軍長 王均，雲南呈貢人，朱培德派滇軍將領。
第五師，五省聯軍舊部，1928年8月，第1集團軍獨立第7師和獨立第37師合並縮編為第5師，下轄三旅六團。1928年11月至1929年2月，該師主力（第14、第15旅）「圍剿」井岡山。1929年2月，第15旅在瑞金大柏地被殲滅大部。4月，駐江西各旅調集滬寧路，歸還建制。9月，縮編為二旅六團。
師長 熊式輝，江西安義人，原賴世璜部贛軍師長，依附於蔣中正。
第七師，朱培德派滇軍，1928年8月，第1集團軍第3軍在江西縮編為第7師，下轄三旅六團，分駐南昌、九江等地。同年11月至1929年2月，所屬19、第21旅「圍剿」井岡山。1929年4月，第21旅駐贛北修武，其余駐南昌。9月，縮編為二旅六團。
師長 王均（兼）
第四軍軍長 阮玄武，安徽舒城人，西北軍頭目方振武得力助手。蔣馮戰爭期間阮不願助蔣，拒收贈款，並與西北軍宋哲元聯系，在魯山通電討蔣，就任國民革命軍第二十路軍總指揮，三天後，宋軍敗退。同年12月間，阮又在許昌與唐生智組織護黨救國軍，出兵討蔣，旋即失敗。
第十師，中央軍，1928年8月，第1集團軍第10軍和第46軍在江蘇揚州合並縮編為第10師，下轄三旅六團。1929年3月，討伐新桂系軍，4月向湖北監利推進。5月，進駐安徽蚌埠。9月，縮編為二旅六團。
師長 方鼎英（兼）
第四十四師，國民五軍舊部，1928年12月，第1集團軍第4軍團第34軍、第41軍所屬第93師合並縮編為第44師，下轄三旅六團。1929年9月，師長阮玄武與第10師師長方鼎英對調，同時兩師對調三團。不久所屬第131旅旅長余亞農在安慶起兵反蔣，旋敗。11月，原師長阮玄武聯合西北軍反蔣。12月，馮華堂部與唐生智聯合反蔣。1930年1月，馮華堂部戰敗投降。
師長 阮玄武（兼）
第五路軍總指揮 唐生智，湖南東安人，唐生智派湘軍首領，1929年4月得蔣中正相助復出。12月，他率部反蔣，但因盟友閻錫山倒戈相向，不到一月便因兵敗潛逃東南亞。
第八軍軍長 劉興，湖南祁東人，唐生智派湘軍二號人物。唐生智討蔣失敗後，殘余部隊由他負責向閻錫山接洽投降事宜。
第五十一師，唐生智派湘軍，1928年11月，第17軍所屬第3師、第36軍所屬第2師、獨立第2師羅啟疆部合並縮編為第4集團軍第8師。1929年1月，依中央番號順改為第51師，駐紮冀東榆關。4月，所屬第151旅補充第53師，第14師所屬第40旅改稱第151旅改隸第51師。8月，駐河南洛陽。12月，該師隨唐生反蔣，撤銷番號。
師長 龔浩，湖南益陽人，唐生智親信。
第五十三師，唐生智派湘軍，1928年11月，第36軍所屬第1、第3師和第17軍所屬第2師合並縮編為第4集團軍第10師，1929年1月，依中央番號順序改為第53師，下轄三旅六團，分駐河北開平、湖北武漢。4月，第158旅改編為獨立第4旅，第51師所屬第151旅補充該師。8月，主力駐河南鄭州，一部駐洛陽。12月，該師隨唐生智反蔣，撤銷番號。
師長 劉興（兼）
騎兵第一旅，唐生智派湘軍，1929年，唐生智部騎兵部隊編為騎兵第1旅。8月駐洛陽。12月，隨唐生智反蔣，撤銷番號。
旅長 安俊才，回族，河北保定人，原北洋軍將領。
第九軍軍長 何成浚，湖北隨州人，中央軍將領，負責替蔣中正拉攏各派中小軍閥。
第十四師，新桂系與北洋軍混編，1928年9月，第13軍全部和獨立第8師劉春榮部合並縮編為第14師，轄三旅九團，駐紮天津。1929年4月，所屬第40旅韋雲淞部改稱第151旅，編入第51師建制；第41旅擴編為第57師；以第42旅以及第54師所抽調三個團（編成第40旅）重新編組為第14師，轄三旅六團。1930年1月，所屬第40旅擴編為新編第24師，師改轄二旅四團。3月，師長劉春榮隨閻錫山反蔣，該師番號撤銷。
師長 劉春榮，河北滄縣人，原北洋軍將領。
第五十四師，國民四軍舊部，1928年11月，第30軍和收編的蘇蔭森部在河北古冶合並縮編為第4集團軍第11師，12月調北平。1929年1月，依中番號順序改為第54師，下轄三旅九團。2月，編入討逆軍第5路第9軍。3月，魏益三重領該師，脫離新桂系控制。4月，三團撥隸第14師，改轄三旅六團。
師長 魏益三，河北槁城人，原北洋軍將領，曾加入國民軍系。
第十軍軍長 楊傑，白族，雲南大理人，著名軍學泰鬥，助蔣中正贏得中原大戰的勝利。
第四十七師，五省聯軍舊部，1928年11月，國民革命軍第1集團軍第5軍團鄭俊彥部9個師在察哈爾宣化縣縮編為第47師，下轄三旅九團。
師長 王金鈺，山東武城人，原北洋軍將領。
第四十八師，直魯聯軍舊部，1928年12月，國民革命軍第6軍團第11軍等縮編為第48師，下轄三旅六團。
師長 徐源泉，湖北黃岡人，原北洋軍將領。
第二路軍總指揮 劉峙，江西吉安人，蔣中正五虎將之一。
第一軍軍長 顧祝同，江蘇漣水人，蔣中正五虎將之一。
第一師，中央軍，1928年7月，第1軍所屬第2、第22師和第33軍所屬第71師在江蘇徐州合並縮編為第1師，下轄三旅六團。1929年3月，隸屬第1軍參加討桂作戰。4月主力駐湖北黃陂，一旅駐漢口負責衛戍。5月底開赴河南信陽，擴編為三旅九團。
師長 劉峙（兼）
第二師，中央軍，1928年7月，第1集團軍第9軍所屬第3、第14師和第17軍所屬第54師與第9軍教導團在安徽蚌埠合並縮編為第2師，下轄三旅六團。1929年3月，隸屬第1軍參加討桂作戰。10月，縮編為二旅六團。
師長 顧祝同（兼）
獨三旅，唐生智派湘軍，1929年4月，第50師所屬第149旅改編為獨立第3旅。4月，編入新編第8師。不久，脫離建制仍為獨立第3旅。12月，擴編為新編第21師。
旅長 李雲傑，湖南嘉禾人，唐生智派湘軍將領。
第二軍軍長 蔣鼎文，浙江諸暨人，蔣中正五虎將之一。
第六師，五省聯軍舊部，1928年8月，第1集團軍第26軍在山東縮編為第6師，下轄三旅六團。1929年9月，縮編為二旅六團。
師長 趙觀濤，浙江嵊縣人，原浙軍將領。
第九師，中央軍，1928年7月，第1集團軍第1軍所屬第1師全部、第22師和軍教導團各一部、第33軍所屬第72師在山東濟南合並縮編為第9師，下轄三旅六團。1929年3月，隸屬第1軍參加討桂。9月，裁撤第27旅，縮編為二旅六團。
師長 蔣鼎文（兼）
第十一師，五省聯軍與中央軍合編，1928年7月,第1集團軍第17軍所屬第53、第55師和北伐軍總司令部警衛團合並縮編為第11師，下轄三旅六團。編成後，師部和直屬部隊駐蕪湖，第32旅駐杭州。1929年3月，該師隸屬第3軍參加討桂。9月，裁第33旅旅部，師改轄兩旅六團。
師長 陳誠，浙江青田人，蔣中正五虎將之一。
獨四旅，唐生智派湘軍，1929年4月，第53師所屬第158旅在湖北黃安改編為獨立第4旅。12月，改編為新編第22師。
旅長 羅霖，湖南零陵人，唐生智派湘軍將領。
預備隊司令 夏鬥寅，湖北麻城人，夏鬥寅派鄂軍首領，依附於蔣中正。
第十三師，鄂軍，1928年8月，第1集團軍第27軍及第17軍一部在山東兗州合並縮編為第13師，轄二旅四團。1929年3月，隸屬第2軍參加討桂，由壽州經六安霍山、孝感、應城向鄂西追擊。5月，擴編為三旅六團。
師長 夏鬥寅（兼）
新編一師，國民二軍舊部，1928年冬，第2集團軍第5方面軍在江蘇淮陰縮編為新編第1師。1929年8月，該師駐湖北漢口。9月，開赴宜昌接防，被第4師包圍繳械，番號撤銷，一部份徒手官兵到漢口編為獨立第15旅。
師長 曹萬順，河北槁城人，原北洋軍將領。
獨立十二旅，新桂系，1929年5月，第17師一部在湖北編為獨立第12旅。1930年10月，該旅番號撤銷，官兵補充第1師。
旅長 彭進之，湖北沔陽人，鄂軍將領。
獨立十四旅，鄂軍，1929年7月，湖北警備軍第1旅改編為獨立第14旅。
旅長 彭啟彪
南陽守備司令 楊虎城，陜西蒲城人，楊虎城派陜軍首領，原隸屬於西北軍，蔣馮戰爭初期率部附蔣，任新編第14師師長，駐防河南。
新十四師，陜軍，1929年6月，新編第11師改稱新編第14師。1930年2月，改稱第17師。
師長 楊虎城（兼）
預備隊總指揮 陳調元，河北安新人，原五省聯軍皖軍總司令，依附於蔣中正。
第四十六師，五省聯軍舊部，1928年12月，第1集團軍第37軍縮編為第46師，下轄三旅六團。
師長 範熙績，湖北黃陂人。
第四十九師，建國豫軍，1928年12月，第1集團軍第12軍等縮編為第49師，下轄兩旅六團。
師長 任應歧，河南魯山人，建國豫軍二號人物。
新編一旅，五省聯軍舊部，1928年底，第37軍所屬第79師縮編為新編第1旅。1929年12月，該旅與新編第4旅在濟南合編為第55師。
旅長 嶽盛宣，江蘇鎮江人，原北洋軍將領。
獨立第十旅，陜軍，1929年4月，第45師所屬第133旅改稱獨立第10旅，駐魯南。12月，改稱新編第19師。
旅長 高桂滋，陜西定邊人，陜軍頭目。
