1928年4月7日，阎锡山以第三集团军总司令的身份，依据蒋介石的敕令，向奉军发动了进军。
阎锡山是很讲“乘势”的。他在《阎主任升旗训话》中曾说:“政务识见要识势。势，外力也。采势而行，势为我助，难者亦品;逆势而行，势为我阻，易者亦难。但势有宜乘其头者，有宜乘其腰者，有宜其尾者。乘之失当，着力并减。”早在他易帜之前，就看准了既反共、又有权势的“破落户”蒋介石，就乘蒋之“势”而发展我方。早在宁汉合流前夜蒋介石假心离职，于1927年8月13日通电辞职，阎就致力于遮挽。刊登在同庚9月14日(民国时报》上的阎致南京政府、致蒋介石的电报中，就极尽吹捧取悦之词，说蒋是:“国之勋贤，党之柱石”，“自公高蹈，宇宙惊疑，军事失其重点，同道无所热爱,”“公留党在，公去国危”，把我方今后发迹的运谈奉求在蒋的身上。9、10月间，与张作霖队列作战连遭挫败，就但愿此时住在日本的蒋介石归国复职，与冯玉祥联名通电，请蒋复返主捏“北伐”。蒋于11月10日从日本国到上海，1928年1月4日返南京复原了国民蜕变军总司令职务。2月15日蒋在徐州召开的军事会议决定，并于明天公布，将队列改编为四个集团军，即:蒋率所部为国民蜕变军第一集团军，蒋介石兼任总司令，辖18个军，29万东谈主;冯玉祥部为国民革备军第二集团军，冯任总司令，辖25个军，31万东谈主;阎锡山的部队为国民蜕变军第三集团军，阎任总司令，辖11个军，15万东谈主;驻两湖的桂军为国民蜕变军第四集团军，李宗仁任总司令。2月29日，南京国民政府考究发布上述任命，并任命蒋介石为北伐全军总司令，何应饮为咨询总长，舟师总司令为杨树庄，辖4个舰队。
3月，蒋介石下达了“北伐”的敕令。其作战决策是:第一集团军为主力，沿津浦铁路北上;第二、第四集团军沿京汉铁路北进;第三集团军沿京绥路和京汉铁路以西地区前进，在京津与各集团军会师。
自上年被奉军打败清偿山西以来，晋绥军与奉军时有战事。如1928年2月9日，晋线军第六军丰王印的第十三师打败奉军，占领阜平;4月1日，两军在河北获鹿近邻发生了数小时激战:4月4日，商震打败奉军第三十一军郑泽生向偏关的进军，俘奉军3千余东谈主。4月7日，蒋介石下达北伐军总袭击令，第一、二、三集团军按原定道路挺进。阎锡山认为攻打保定，是攻取直隶的要道，便都署重兵于平型关，相机直插保定背后。在冯玉样出击河南彰德受挫向阎乞助时，阎躬行到阳泉，大布疑兵于娘子关一带，抽调杨爱源之第二军的赵承绶第二师及关福安第八师之大部，由赵指令夺取了平山，从侧背要挟奉军，并向石家庄通近。又让第全军军长徐永昌、第二军军长杨爱源指令第二军孙楚第六师、第全军一齐和独处十七师孟兴富部，以及周玳的3个炮兵团东出娘子关，直逼石家庄。在两面夹攻下，奉军主力撤往保定一带，5月9日石家庄由晋绥军第六军第十一杨效欧部占领。
阎锡山进驻占领不久的石家庄，又作军事部署，亲率徐永昌、杨受源部沿京汉线北进商震部沿京汉线以西地区挺进。为加强京汉线作战，并调驻防雁门关一带的李培基第一师和杨士元第三师前来战斗，还把张荫梧指令的李服膺、李生达、陈长捷等师也划归商震指令。在晋绥军袭击下，奉军除掉新乐，欲在保定西南40里京汉线上筑有坚固工事的方顺桥一带屈膝。阎锡山为幸免正面进军遇到吃亏，只留炮兵作正面巨大，而把正面部队和狡计队主力调到方顺桥以西地区，进行了三次间接战，使奉军右翼不休蔓延，正面俞来愈大，军力越来越薄，等沿京汉线北进的商震部黄光华师和由紫荆关南下的张荫部都到达保定近邻时晋绥军南北夹攻，一举歼灭奉系守军王树常军和李振堂师，5月29日奉军撤废方顺桥，被晋绥军占领。至此，晋绥军已占领了河北井陉、高邑、获鹿、平山、石家庄、灵寿、行唐、阜平、赞皇、元氏、唐县、涞源、保定、易县，并占领晋、察、绥三省的大同、归绥、张家口、宣化等地。
在第三集团军大举进军之时，蒋介石的第一集团军因5月1日攻克济南，日本队列制造了“五三惨案"，5月3日袪除了贺耀祖率领的一个团的武装，歼灭了李延年指导的另一个团，将北伐军逐出城外，5月10日又炮轰济南城，形成3600名中国市民和士兵圆寂，使北伐军前进受阻，以一部从皆河、东昌一带绕谈北渡黄河。蒋介石欲向日本谐和，于5月6日与从河南前方赶来的冯玉祥举行会议，提议撤废北进，与奉军划江而治，冯和巨额将领一致反对。冯玉祥为夺目奉军从京汉线反攻，便电令韩复榘部连夜撤到石家庄近邻。这一举动，给阎锡山专揽河北和京津创造了契机。第四集团军白崇禧部，也于此时到了石家庄。冯见阎攻占保定，又急令韩复榘北进霸占北京，但已为时过晚。
截止京津是阎锡山的宿愿，亦然其这次进军的见解。蒋介石也复古阎和平摄取京津。5月27日，蒋在徐州与南京政府谭延闿、张静江征询对北京政府的野心时，就认为摄取京津一要幸免引起日本插手，二要得到英好意思等国复古，三要奉粗拙于采用。在四个集团军中，独一第三集团军的阎锡山既与日本素有斗殴，又与奉军相关较为融，且无“倒戈”反蒋的历史，把京津交给阎锡山最为恰当。蒋介石深知冯玉祥恒久短促于西北瘠苦地区，早有向外发展的想法，特别想要一个出海口。尽管他已有鲁、豫、陕、甘、宁、青六省，但领有出海口的山东、济南、青岛为日军截止，天然不如京津。何况在1924年至1926年其间，冯部鹿仲麟事实上是北京的管辖者，这次作战冯部付出的代价最大，冯又是我方1927年离职复出后在开封的换帖纯碎昆玉，现应热心。但蒋又以为冯玉样力量过于强盛，深恐以后难以专揽就背地决定将京津让给阎锡山。于是，蒋于5月30日又到石家庄晤阎，允许阎锡山保举京、津和直隶政府的东谈主选。阎采用此项任务后，除将商震、徐永昌、杨爱源等部网络在铁路沿线准备推动外，又令张萌梧部为左纵队、孙楚为右纵队，向北京挺进。
当此之时，张作霖鉴于表里时势，于5月下面令奉军猬缩，6月2日通电宣布退出北京，4日5时30分列车经由接近奉天的京铁路和满州铁路交叉处的皇姑屯陆桥洞时，被日本关东军咨询、河本大作上校制定规划、在独处守备队长东宫铁男上尉胜利指令下、由朝鲜军工兵队具体操作、事先施放的炸弹炸死。张死，奉军堕入杂沓词语，北京只留鲍毓麟旅保管顺序。以王士珍为首的北京临时规范保管会，也于4日建树。同日，阎锡山被国民政府任命为京津卫成总司令，6日移节保定，在行营就任京津卫戍总司令职。天然冯玉祥令韩复榘急派3百东谈主坐汽车先期到达北京，但被王士珍等东谈主拒却，只收缴了奉军一些枪械便从北京退出。阎锡山的晋绥军于6月8日进占北京，商震通知，声明代表阎锡山摄取北京，负责保护侨民人命财产。
摄取天津，阎锡山亦然有谋在先的。早在占领保定之前，阎就派南馨到天津举止。南请亲日派政客姚雁、吴光新、王辑唐、李念念浩等与日接治，然后和天津日本驻军司令新井洽商。新井担保“阎军要是占领保定，日军保证北京、天津无用再放一枪，顺手可取”。冯玉祥为在天津找一个出海口，欺诈从张宗昌部队均分化出来的徐源流、孙殿英两军，以第二集团军花样摄取天津，而日军司令新井则说，如冯军参加天津，即会发生干戈。徐、孙二东谈主只好投奔阎锡山，由南桂馨委以军长职位。此时，傅作义早已由保定来到天津。1927年10月5日，傅作义率部从奉军手中夺得涿州，一直孤军谨守3个月，到弹尽粮绝时，才于1928年1月5日带该师第四旅咨询长朱锡章、师部中校咨询金中庸出城到保定议和，被少帅、保定总指令张学良软禁，该师残部7千东谈主于1月2日出涿州城被奉军改编。时代一长，监视稍有用松，傅作义于5月间在崔笑如和保定河北大学医科学生段伯宇的匡助下，骑自行车出城，后又乘大车、乘资料汽车到达天津，并与旧部和晋绥军总司令部得到了有关。因而，南桂馨在和日本驻军司令新井交谈时，保证傅作义不带一兵一卒，王老五骗子入城摄取天津。据此，傅作义于6月12日在天津就任天津警备司令职。15日，晋绥军第十四师进驻天津，保管天津规范。
晋绥军参加北京后，蒋介石也于7月6日到达，同日在香山碧云寺举行四总司令祭孙中山灵盛典，并召开会议，决定改北京为北平，委阎锡山兼任平津卫成总司令，委张萌梧为北平警备司令，傅作义为天津警备司令，南桂馨为天津市长，商震为河北省主席，赵戴文为察哈尔都统(同庚12月，改为行省，杨爱源任察哈尔省主席)，徐永昌为绥远都统。至此，晋、冀、察、绥四省区和平、津两大城市，都在阎锡山的截止之下。