指挥陇海线方面的作战。会后，冯的幕僚某对冯说：“看情形，晋军意在包打徐州，长驱南下，抢先占领南京，借以树立阎的威信。”冯说：“那好极了，就怕他们包不了，那时再看我们的。”盖当时有不少人认为晋军善于防守战，而对于大兵团的进攻作战则缺乏经验。
阎锡山于六日返回太原，冯亦回洛阳，临行时阎对冯说：“大哥这里有什么困难，请随时吩咐，不要客气，我一定竭力办理。二三两方面军是一家人，我希望做到有苦共尝，有福同享。”阎、冯这次会晤后，冯对部属极力称赞阎真诚合作的态度，对大局前途充满了乐观的情绪。随着郑州会议，中原大战便揭开了它的序幕。
陇海线的序战整个战局的形势是，陇海线位置在全局的中央，津浦、平汉是它的左右两翼。因此，双方都把主要兵力使用在陇海线方面，因为这一方面的得失胜负，对整个战局将会发生决定性的作用。
在整个战争过程中，蒋介石使用在这一方面的部队，如刘峙、顾祝同、陈继承、蒋鼎文、熊式辉、王均、杨胜治、陈诚、卫立煌、叶开鑫、秦庆霖、张砺生、张治中、冯轶裴等部，都是蒋的精锐部队。阎、冯使用在这一方面的部队，有晋军的孙楚、杨效欧、关福安三个军及优势的炮兵部队；有西北军的孙良诚、宋哲元、孙连仲、吉鸿昌等部及郑大章的骑兵集团，也都是战斗力相当强的队伍。所不同的是，蒋介石掌握了铁路和航运的交通线，军运迅速，在短时期内即可调动和集中大部兵力于战场，粮秣弹药的补给也很便捷，且士兵无长途跋涉之劳，可以保持饱满的精力。西北军就不然，在发动反蒋战争的开始，除孙良诚、宋哲元、庞炳勋等部分布在关中平原，距陇海路较近，比较容易东调外，驻在陕南的张维玺、刘汝明部，就需要经过山岳地带，而且受到襄樊一带蒋军的牵制。至于远在甘、宁、青的孙连仲部，全靠徒步行军，就更需要较多的时间。这都是远远比不上蒋军的。
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（他们是第三方面军的前敌总、副司令，在陇海线作战归冯玉祥、鹿钟麟节制指挥）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。蒋军以顾祝同、陈继承、陈诚等师乘胜进攻，以独立旅迂回归德后方，进展迅速。4月8日，第11师成功合围归德敌军。冯玉祥部用密集的炮火反击，加以大刀队拼搏。第十一师士兵内心十分恐惧，都争相逃命。胡琏连队的一些士兵也想逃跑。在这危急关头，胡琏拔出手枪高喊：“谁敢逃跑，我就枪毙谁!”因而该连坚守住了阵地。后再等到援军教导第1师的增援后，于4月11日开始攻城。三天后夺取该战略要地，教导第1师俘虏守军师长万殿尊。这次战役陈诚对胡琏与众不同的胆量，深为赞赏。是役结束，胡琏擢升为营长。
万殿尊为反蒋军第6路军总指挥万选才之弟。此时万选才下辖两个军，其中一个军的军长为刘茂恩，他与陈诚为保定军校同期同学。由于刘茂恩对万选才不满已久，在万选才兵败商丘的时候，以开会为名，便乘机扣押了他，并且派遣其参谋长与陈诚接洽。陈诚获悉后大喜，并保证刘茂恩所部在投诚后仍能得到重用。第二天刘茂恩即率领所属部队向蒋军投诚。蒋介石于十五日亲赴马牧集督战，并以教导第一师围攻归德。由于万选才被捕，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。首先是原由刘茂恩防守的宁陵、睢县入于蒋军掌握。晋军的杨效欧部（刘茂恩归杨指挥）、孙楚部都受了一定的损失，而关福安部在混乱中失去掌握，损失尤大。蒋军占领归德后，其先头部队复乘胜占领归德以西的柳河车站，蒋鼎文部亦逼近杞县，企图与蒋军正面部队配合围攻兰封。至此，退往亳州的孙殿英，遂与友军失去联系。鲁西方面的石友三部亦被陈调元部所阻，不能前进。由于刘茂恩的投蒋，战争一开始就遭到了极大的挫折，从而打乱了预定的计划。
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。蒋介石看到攻坚不利，乃向晋军的右翼扩张，以陈诚的第十一师由陇海路南侧挺进，致晋军右后感到很大威胁。冯玉祥看到这方面的情况十分紧急，乃不得不把控制在郑州一带的机动预备队孙良诚部早期地投入战斗。这时，各军的位置是：晋军任铁路正面，它的左翼为刘春荣部，再左为石友三部；右翼为孙良诚部，再右为庞炳勋部。孙部的正面为陈诚部，庞部正面为刘茂恩部。阎冯联军作了新的部署之后，全线即开始发动攻势。冯玉祥为了予当面的蒋军精锐陈诚部以迎头痛击，又派吉鸿昌率部协同孙良诚从木巳县方面展开猛烈的攻击。
在这种情况下11师与友军第2、9两师只得暂停攻击，将作战方针改为夺取杞县至民权县沿线之阵地，第11师被部署于阵线的最左翼。
孙、吉二人素以骁勇善战著称，而他们的部队又是刚刚加入战斗的有生力量，4月23日夜间，位于11师阵线左翼的31旅61团由于麻痹大意，阵地被冯军梁冠英第三军所部偷袭夺取。事后，第31旅旅长李默庵曾亲率所部预备队进行反击。但是激战一天仍未夺回，旅长李默庵也因此负伤。李默庵负伤后，陈诚以31旅副旅长吴良琛接任参谋长并代理31旅旅长职务。鉴于在61团阵地丢失的前几天第64团的团旗也被冯军夺取，陈诚为鼓舞士气当即电告蒋介石枪决61团团长刘天铎，以62团团长萧乾升副旅长兼61团团长，62团团附方靖升62团团长。同时调整部署、补充弹药，继续固守现有阵地。连日来陈诚部就遭到很大的挫折，几度被孙、吉两部包围，杀伤很多，只以陈部装备优良，机枪火力炽盛，得以突围而出。孙、吉两部紧紧跟进，陈部则节节后退。与此同时，全线其它各部亦有进展。激战十余日，蒋军全线为之动遥直至六月上旬蒋军援兵开到，将全线撤至定陶、曹县、民权、河阳集之线，方始稳住阵脚。这一战役，孙、吉两部进展最快，只以两翼之晋军和庞军前进迟缓，配合不够，致未能予蒋军以更大的打击。当孙、吉两部攻击前进时，前敌总司令鹿钟麟曾要求晋军积极配合进攻。副总司令徐永昌说：“我们的军队你还不知道么，叫他们守在一个地方，倒是有些办法；要是叫他们一往直前地进攻，那就不能和西北军相比了。”
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。五月三十一日这天，蒋介石在归德府（今商丘）的朱集车站指挥作战。郑部骑兵于夜间急驰八十余里，奇袭归德飞机场，烧毁飞机十二架，俘虏机师和地勤人员五十余名，完成任务后安然撤走。当时郑部这支奇袭部队并不知道蒋介石就在机场近旁的朱集车站，否则蒋介石很有束手被擒的可能。
这时，反蒋声浪几乎弥漫全国，而蒋在军事方面又打了败仗，与蒋有密切关系的某人曾担心地问他：“今天消灭甲，明天消灭乙，闹得人人自危，这样发展下去，将来何以善其后呢？”蒋忿然作色而又十分自信地说：“只要人们要官要钱，我就有办法。”
西北军在平汉线的攻势
在陇海线激战的同时，蒋介石命令平汉线何成浚的第三军团发动进攻，企图牵制西北军向陇海线增加兵力。蒋军在这方面的军队为徐源泉、王金钰、杨虎城等部，这些军队均非蒋的嫡系。在战争初期，他们与阎、冯还有信使往还，为了保存自己的实力，意存观望，尚无积极为蒋出死力的决心（蒋军参谋处阵中日记有这样一段纪载：冯逆对王金钰、徐源泉等勾结煽惑，但奸谋迄未得逞）。
冯军在这方面的队伍，最初为樊钟秀、石振清（万选才被诱捕后，石部调平汉线）、任应岐和刘桂堂（五月下旬表明态度，归冯指挥）等部，扼守许昌以南的小商桥及其以东的逍遥镇至西华之线，以后西北军的田金凯、倪玉声、赵凤林、王和祥等部由陕南开到河南境内，即分布在平汉路以西鲁山，叶县，襄城一带，并置主力于许昌之北，统归张维玺指挥，并派阮应武为前敌总指挥。刘汝明部则在淅川、南召一带监视杨虎城部。宋哲元部的冯治安军控制在郑州及其以南地区，归冯玉祥直接掌握。
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。何成浚由驻马店到漯河督师。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。冯军将领多主张乘胜直追，径取信阳，将蒋军逐出武胜关以南。冯则认为蒋军主力不在豫南而在豫东，如攻取信阳，其事虽易，但战线拉得太长，兵力过于分散，一旦蒋军主力从豫东进攻，势必陷于首尾不能相顾的危险处境。
且豫南之敌，遭此挫败，短时期内绝不敢北犯，正宜抽出大部兵力使用在豫东方面，以便再一次地给蒋军主力以歼灭性的打击。于是冯便根据这样一个情况，决定了新的战略方针，就是：对豫南“杂牌军”采取监视的办法，而对豫东蒋军精锐则予以狠狠的重创。当时平汉线的将领们都不同意这样做，所持的理由是：第一，内线作战，要力求各个击破，而乘胜追击，正是各个击破的好时机，并且不需要很大的兵力，效果则是很大的。第二，将战线向南推进，声势上既可发生极大影响，而且使敌人在平汉、陇海两线上转用兵力有困难。第三，对平汉线的“杂牌军”可起分化作用，使其转向我方。如果放弃了这个乘胜追击的机会，是十分可惜的。平汉线的将领们曾托张允荣（冯的军事参赞）回郑州向冯陈述了这些意见，冯说：“现在我们要在东路布置一个口袋大战。至于平汉线方面，因桂军已退出长沙，纵然我军打到武汉，对桂军也起不了支援作用，对整个战局也不会发生重大影响，反而有可能使我军陷于被动。还是集结兵力，针对敌人主力，痛痛快快地打它一仗，才是解决战局的上策。”虽然冯把他的战略方针作了说明，但是平汉线的将领门终以这样办是个大大的失策。