蒋介石继1929年全国编遣会议后，又利用国民党第三次全国代表大会，进一步排斥异己，扩充嫡系，引起阎、冯、李等人的不满。1930年2月阎通电要蒋下野。3月15日，原第2、第3、第4集团军50余名将领联名通电讨蒋，并推举阎为中华民国陆海空军总司令，冯、李和张学良为副总司令，刘骥为总参谋长。4月1日，阎、冯、李分别通电就职，张则保持沉默。接着,阎、冯、李、石(友三)、樊(钟秀)等部共约60万人组成5个方面军,分别集结于许昌、郑州、新乡、顺德(今河北邢台)、衡水、归德(今河南商丘)、全县(今广西全州)等地，企图在河南境内陇海铁路(兰州-连云港)、平汉铁路(今北京-汉口)沿线取攻势防御,在津浦铁路(天津-浦口)沿线和湖南取攻势,得手后与蒋军决战，彻底消灭蒋军,推翻南京政府。蒋介石对这场战争早有准备，先后调集约70万人组成4个军团和4个路军，分别集结于禹城、徐州、砀山、宿县(今宿州)、漯河、武汉、萍乡、衡阳、广州等地，企图以一部兵力于津浦铁路沿线先取守势，集中主力于陇海、平汉铁路沿线,先发制人,夺取联系各战场的交通战略要地归德、许昌，与阎、冯军主力决战；以武汉行营主任何应钦指挥的部队围歼李军。4月5日，蒋下达讨阎令。
平汉路战场 冯玉祥军(第2方面军共6个路军)约30万人，3月开始出荆紫关、潼关向河南进军，4月底进至鲁山、临颍、禹县、郑州等地，拟先以一部兵力协同驻许昌的第8方面军9个师组织防御，尔后向武汉发动攻势。蒋介石为解除平汉路冯军的威胁，令第3军团13个师组成左中右三路,于5月11～20日，分别从淮阳、南阳、确山等地，由东、西和正面北攻新郑、许昌、鲁山失利，双方形成对峙。5月下旬至6月4日,第3军团在飞机配合下，不断猛攻许昌，第8方面军总司令樊钟秀被炸死，其守城部队出现慌乱。冯玉祥及时调整部署，增派兵力，指挥第4、第5、第6路军和第8方面军，从正面和两翼向第3军团实施反击，战至12日，第3军团向豫南溃退，冯军跟踪追至郾城、漯河。此时,陇海路战场的阎、冯军受到蒋军猛烈攻击,冯有后顾之忧,遂停止平汉路的攻势,双方转入对峙。
湖南战场 5月中旬，李宗仁指挥第1方面军(又称桂张联军)共13个师3万余人，由广西全县北指武汉。5月27日，攻占衡阳；蒋军第4路军北撤长沙。当天，蒋令第8路军3个师由粤、桂北上，断李军退路。武汉行营主任何应钦调整部署，以第13师固守岳阳，以3个团入湘支援第4路军，以第6路军等编为3个梯团置于武汉近郊和萍乡，阻李军北进。6月4～8日，李军攻占长沙、岳阳，进至湖北蒲圻县的赵李桥后，由于平汉路冯军停止向武汉进攻，更主要是因蒋军第8路军9日占领衡阳，退路被切断，腹背受敌，遂向长沙撤退。蒋军第4路军和部分海军乘机进攻长沙。15日李军向醴陵、攸县、浏阳撤退。29日～7月1日，为夺回衡阳与第8路军进行激战,因伤亡惨重败回全州。
陇海路战场 为夺取战略要地归德，蒋军第2军团12个师,于5月12日开始由山东曹县向归德阎军发起攻击，至19日占领归德、亳县(今安徽亳州)。阎军第6路军3个师投蒋。第5路军撤退至河南柘城。20～24日，第2军团继续西进，攻占了宁陵、民权、睢县等地。此时，冯玉祥指挥所部第1路军至第4路军和阎军约9个师的兵力，由正面和两翼突然实施反击，击敌侧背，迂回敌后，从而打破了蒋军的攻势。蒋军败退定陶、曹县、归德。6～7月，两军以宁陵地区为中心展开拉锯战。8月4日起，因津浦路的阎军受到蒋军重兵压迫，冯应阎锡山要求,指挥所部及第4方面军一部向徐州侧击。蒋军以7个师于兰封(今河南兰考)、太康、柘城、归德间组织防御。冯军以近战、夜战、迂回、渗透等战法实施攻击,蒋军顽强抗击,争夺激烈。蒋军虽伤亡惨重，飞机被毁十余架，但冯军攻势未达预期目的，22日后双方形成对峙。
津浦路战场 5月7～26日,石友三指挥第4方面军4万余人由河南新乡东渡黄河,占领考城(今堌阳)、东明(属山东),企图协同第3方面军攻取济南、徐州。蒋军第1军团和预备军团各一部，分由济宁、曹县夺占考城、东明。第4方面军适时反击得手，再次控制该地，为第3方面军开进创造了条件。27日，阎锡山指挥第3方面军约20万人，以第1、第3路军等由河北馆陶，以第2、第4路军及总预备队沿津浦铁路正面，分向山东东阿(今东阿镇)、齐河(今旧齐河)进击，准备合击济南。蒋军第1军团、预备军团大部撤退济南等地,一部于6月3日被驱往黄河南岸。阎军行动迟缓,至25日，其第2、第4路军等始占领济南。蒋军第1军团、预备军团分别向胶东、鲁南撤退。阎军分途追击。27日至7月上旬，阎军第1、第3路军、总预备队攻占泰安、曲阜，并一度攻击兖州。至7月下旬,津浦路战场的主动权在阎军一方。但阎为保存实力，停止进攻，撤退至宁阳、新泰一线转入防守；第4方面军又消极避战，失去了会师徐州的战机。此时，蒋军已击败入湘的桂张联军，平汉、陇海路战场又处于相持状态，蒋遂从湖南、平汉、陇海路战场抽调兵力，组成左中右三路向津浦路的阎军发动反攻。阎军节节败退,至8月4日,蒋军攻占新泰、宁阳、汶上等地。11日攻击泰安,双方激战五昼夜,阎军伤亡惨重而败退。15日蒋军占领济南。阎军余部由山东向河北撤退，蒋军跟踪追击，占领德州后停止前进。
战争结局 津浦路战场阎军失济南，使战局迅速向有利于蒋军方面转化。8月底蒋军调整部署，集中兵力于平汉、陇海路战场。9月初开始进攻冯军。此时，冯军部分将领被蒋军拉拢收买，士兵因生活苦斗志低落；陇海路的阎军也向河北撤退。18日张学良通电拥蒋,出兵入关2个军，随即占领平、津和石家庄，阎军退回山西，致使平汉、陇海路的冯军处境孤立，在蒋军进攻面前节节败退。至10月底，蒋军先后占领河南临颍、许昌、洛阳、开封、郑州、新郑，继而占领陕西潼关、西安。冯军第2、第3路军投蒋，残部退入晋东南等地。11月4日,阎锡山、冯玉祥通电下野，部队由张学良出面收编。
此战，反蒋军各派由于各怀异志，保存实力，缺乏统一组织指挥而被击败。混战使双方官兵共伤亡30余万人，也给人民造成深重灾难。
