早在1930年2月，反蒋各方经过协商，就酝酿出了军事领导机构。反蒋军队称为“中华民国军”，阎锡山被推戴为中华民国军陆海空军总司令，冯玉祥、李宗仁、张学良为副总司令，刘骥为总参谋长。3月15日，第二、第三、第四集团军将领57人，由鹿钟麟、商震、黄绍竑领衔发表反蒋通电，拥戴冯阎等人就职，并宣布蒋介石的十大罪状。电文如下：
（衔略）顷致蒋介石一电，文曰：蒋先生鉴：北伐告成，海内望治，我公正位中枢，已逾一载。以考其时，宜若可为；然而党争兵争，纠纷靡已，举国骚然，亿兆愁苦，内失统驭之力，外无御侮之能。战祸连绵，生灵涂炭，灾荒莫救，饥馑在途。人无乐生之心，国有累卵之危。谁生厉阶，至今为梗？国人惴惴，皆集矢于我公。未敢为公讳，亦未敢为公辨也。乃者，阎公百川，从容讽谏，忠告嘉谟，公曾不稍悟，道路传闻，且将拥兵以防民口。麟等待罪西陲，尚何敢再渎，以取罪戾？直言无隐，恐干雷霆之威；默而息之，又违爱人以德之旨。中夜彷徨，在喉有鲠，爱国爱公，不得不终言之，幸垂察焉！
全国代表大会，为党治最高权力机关，其尊隆殆无与比。本党三全大会出席代表，共应400有奇，乃其中：指派者逾二之一，圈定者逾四之一，纯粹选出者，73人耳。谬持总理在粤权宜指派先例，施于全国统一时期，大错铸成，孰尸其咎？党已不党，国将安托？论者谓公非法毁党，责有攸归。此其一。
求中国独立自由，废除不平等条约，此本总理之遗嘱，尤为全国所切望。我公利其美名，以修订欺国人，置废除于度外。但能博得余借款以自利，宁使增加新不平等条约之束缚而不顾。故论者谓总理遗教，有便于公，则援用之；有利党国，则蔑视之。此其二。
廉洁政府，革命所尚，首都政所从出，民具尔瞻，乃政治腐化，有甚昔时；琐琐姻娅，悉置要津，贪婪龌龊，咸与登庸，政以贿成，人言啧啧。识者谓逊清往政，殆不是过。此其三。
裁兵救国，及时不图；然阳托编遣之名，阴行并吞之实。以禁募为揭橥，而征役遍于闾阎；以迭减为号召，而增编远逾原额；厚植一己军实，消灭革命军队。论者谓公务造成以个人为中心之武力，故冒不韪而弗恤。此其四。
帝制国家，惟专制君主有此观念。若乃党政大权，悉凭个人支配，岂惟贻举世党国之讥，亦实篡党祸国之渐。论者谓总理天下为公，公则天下为私。此其五。
和平救国，总理遗训昭然；武力政策，决不容于党治之下。乃喋血中原，伫兵岭表，多数革命军队，概加讨伐。国危至斯，宁不可已。论者谓公武力迷梦，远甚军阀。此其六。
民主集权，本党所宗。公以党为己有，但有集权，不见民主，即各地初级党部，所以领导民众，代表地方者，亦皆凭喜怒以为更张，民主精神，名存实亡。论者谓罗马昔有教皇，吾国乃诞党皇。此其七。
凡属真正革命，多被剪除，或横遭危迫，或亡命异域。王乐平同志之遇害，尤骇听闻。洪宪宋案，同斯惨剧。昔叹三思谓天下无善恶，我所善者为善，我所恶者为恶。论者以此拟公，勿乃颇似。此其八。
国内粗安，非公所喜，非联甲以倒乙，即嗾丙以制丁。极挑拨离间之能事，师威迫利诱之故智，酿乱阶祸，国无宁日。论者谓公夙营交易，长袖善舞，此其九。
若乃扰乱各省，用及匪类。他不具论，豫陕甘之省，土匪蜂起，豪客绿林，攻城掠地。初则疑其潢池弄兵，为饥所迫；嗣见委状，皆有公名，乃知发纵，固有自来。以号称革命政府，令匪殃民，古今中外，未之前闻！三民主义，讵有此说？论者谓公但知利己，手段故自不择。此其十。
从此以往，殆难朝居，国民革命，不能由公而成，且将由公而败；国政不能由公而治，且将由公而乱；人民不能由公而生，且将由公而死；国人纵不忍绝公，公已自绝于国人。十目所视，十手所指，载舟覆舟，民言可畏！
为公计，诚宜责己而不责人，幡然悔悟，敝屣尊荣，以党政还之国人，化干戈为玉帛，知今是而昨非，国人追念前勋，或为公谅。但使启悬崖勒马之机，奚必蹈蹊田夺牛之罚？公犹得图盖前愆，晚节克终。倘仍一意孤行，残民以逞，徒快一时，贻笑千古，以救国始，以祸国终，非霖等所忍言，亦非公之宜出也。
为公解者，必将曰：继承总理，完成革命，党国赋于职权，不容放弃。此姑息之说，适以误国误公，非所感知。夫北伐告成，乃国人共同努力所得，非可攘为己功。且公昔日革命，则得全国之信仰，今日反革命，则遭全国之唾弃，祸福由己，夫岂在人？今之痛心我公者，皆昔之感戴我公者，窃愿公之自省也。麟等罔识忌讳，窃知罪矣；抑善人能受荩言，故敢略陈固陋。国将不国矣，盍猛醒焉？等语。特电奉闻，伏维鉴察。
鹿钟麟、商震、黄绍竑、刘郁芬、白崇禧、徐永昌、宋哲元、张发奎、杨爱源、孙良诚、胡宗铎、李培基、孙连仲、杨腾辉、周玳、刘骥、秦德纯、庞炳勋、石友三、荣鸿胪、石敬亭、孙楚、张维玺、傅作义、刘汝明、杨效欧、梁冠英、张荫梧、田金凯、赵承绶、冯治安、李服膺、马鸿宾、关福安、孙魁元、马祺、李生达、赵席聘、万选才、王靖国、井岳秀、杨耀芳、陈毓耀、张会诏、魏凤岐、冯鹏翥、吉鸿昌、张自忠、丰玉玺、张印湘、杨澄源、安树德、周士廉、吕秀文、秦绍观、王冠军、刘凤岐叩，寒印。
4月1日，阎锡山在太原就任“中华民国陆海空军总司令”，冯玉祥、李宗仁分别在潼关、桂平就任副总司令，张学良未就任通电中列名的副总司令职务，但在战争初期亦未有其他表示。
反蒋联军总战斗序列如下：
中华民国陆海空军总司令阎锡山
副总司令冯玉祥李宗仁
总参谋长刘骥
二、三方面军前敌总司令鹿钟麟副总司令徐永昌
第1方面军总司令李宗仁副总司令黄绍竑总参谋长白崇禧前敌总指挥张发奎
第四军张发奎第十师吴奇伟第十二师薛岳
第七军杨腾辉第十九师莫树杰第二十一师廖磊
第八军周斓
第十五军黄绍竑第四十三师梁朝玑第四十五师韦云淞独立第一师韩彩凤
第2方面军总司令鹿钟麟总参谋长秦德纯
第一路军总指挥张维玺副总指挥刘汝明
第四军阮玄武第一师阮玄武第二师鲍刚第三师张人杰
第五军田金凯第七师田金凯第二十四师阎廷俊第x师吴振声
第七军张维玺第八师张维玺第十六师倪玉声第十七师赵凤林
第十二军刘汝明第十师刘汝明第二十九师李金田第x师王志远
第二路军总指挥孙良诚
第一军梁冠英第一师梁冠英第二师王和民第三师谢惠三
第二军程心明第二师张印湘第三师安树德第六师张自忠
第三路军总指挥庞炳勋
第五师庞炳勋第x师马法五
第四路军总指挥宋哲元
第三军魏凤楼第x师魏凤楼特务师葛云龙
第十一军冯治安第九师冯治安
第十四军宋哲元第二十四师田春芳第二十五师赵登禹第三十八师周永胜
第五路军总指挥孙连仲
第八军孙连仲第十二师高树勋第十三师董振堂第十五师李松崑
总司令部警卫师季振同
后方军总指挥刘郁芬
第十九军石敬亭第x师陈毓耀第十七师赵席聘第三十师佟麟阁
第二十二军刘郁芬第二十五师戴靖宇第x师雷中田第x师蒋雨生
骑兵集团总指挥郑大章
第一骑兵师张德顺第二骑兵师张占魁第三骑兵师关树人第四骑兵师刘凤岐第五骑兵师待考
第3方面军总司令徐永昌
第一路军总指挥孙楚
第一军孙楚第一师孟宪吉第二师陶振武第三师马延寿
第七军关福安第十九师郭宗汾第二十师鲁英麟第二十一师刘添贵
炮兵司令周玳
炮一旅辜仁发炮二旅、炮三旅待考炮四旅曾延毅炮五旅卢珖炮六旅周俊杰
第二路军总指挥傅作义
第十军傅作义第二十八师苗玉田第二十九师叶启杰第三十师白儒清
第三保安纵队司令周士廉保七旅王弼保八旅刘逢吉保九旅马良
第四保安总队司令秦绍观保十旅刘濯清保十一旅樊赓灿保十二旅黄士桐
第三路军总指挥杨效欧
第二军杨效欧第四师周思成第五师徐岱毓第六师李乐滨
第六军杨耀芳第十六师方克猷第十七师赵廷英第十八师温玉如
骑兵集团军赵承绶骑一师孙长胜骑二师原屏藩骑三师彭毓斌骑四师郭凤山
第四路军总指挥张荫梧
第三军王靖国第七师田树梅第八师杜堃第九师田绣章
第五军李服膺第十三师朱珍第十四师安溪碬第十五师贾学明
第五路军总指挥冯鹏翥
第八军张会诏第二十二师周原健第二十三师于振河第二十四师杜春沂
第九军冯鹏翥第二十五师楚溪春第二十六师高鸿文第二十七师黄光华
第六路军总指挥丰玉玺
第四军李生达第十师霍原璧第十一师段书华第十二师陈长捷
第一保安纵队丰玉玺保安第一旅李廷秀保安第二旅王辅保安第三旅刘兆棠
第二保安纵队杨澄源保安第四旅刘光斗保安第五旅李嘉林保安第六旅梁鉴唐
第4方面军总司令石友三副总司令秦建斌
第二路军总指挥石友三
第一军孙光前第二军沈克第三军苏启明第四军米文和
第五路军总指挥孙魁元（殿英）
第十四军金淦东
第十七军刘月亭
第二十四军岳相如第五师于世铭第六师冯养田
第六路军总指挥万选才
第十二军万选才第三十五师万殿尊第三十六师宋天才第三十七师石振清
第二十军刘春荣
第二十五军刘桂堂
第二十九军刘茂恩
第5方面军拟给东北军，未果。
第6方面军总司令刘文辉、第7方面军总司令何键（二人只肯暗地接受任命，不愿公开发表，在军事上也未起作用）。
第8方面军总司令樊钟秀
第一军樊钟秀第一师赵澜第二师王泰独立师焦文典
第二军王振
第三军邓宝珊
第十五军任应歧
第二十三军高桂兹
反蒋联军一方总体部署是：
第二方面军负责陇海、平汉路作战，以攻占武汉和徐州为目标，冯玉祥亲自指挥，具体的部署是：以张维玺部第一路由陕南出荆紫关，经内乡、鲁山进出平汉线；以孙良诚部第二路、庞炳勋部第三路由陇海路进出郑州；以宋哲元部第四路，孙连仲部第五路，分别由陕西、甘肃、宁夏、青海陆续向河南进发；以万选才部第六路，沿陇海线向开封、归德前进；将各部骑兵集中编为骑兵集团军，由郑大章指挥进出豫东、皖北，配合步兵作战；以刘郁芬为后方总司令（以后又兼代陕西省主席），负责陕、甘、宁、青一切后方事宜。这时，西北军的兵力共有二十六万余人，冯决计全部动员开赴前线，以便联合各方力量，对蒋介石集团进行一次破釜沉舟的决战。
第三方面军负责津浦、胶济线作战。阎锡山部总数也有二十多万，作战任务是一由津浦线攻击南京，二由山东沿胶济线攻击徐州。津浦线总指挥是徐永昌，副总指挥杨爱源，当时划归徐永昌指挥的部队计有：万选才五、六万人（号称十万，作战力量很靠不住），刘桂堂数千（作战力量尚不及万部），刘春荣（原直系鄂军）近两万人（军队尚好，其本人不坚定），孙殿英三万人（在亳州被围，作战力尤差），石友三四万余人（军队很好），刘茂恩万余人（较万部为佳）；确实有把握、堪委重任的只有晋绥军孙楚、杨效欧、关福安、杨耀芳、张会诏五个军，赵承绶骑兵军及几个炮兵团，共计十五万人。
胶济线作战初期由阎锡山亲自指挥，前敌总指挥初期为傅作义，与韩复榘作战，在攻下济南后，部队一分为二：张荫梧指挥对韩复榘、刘珍年作战，傅作义则负责向徐州方向攻击。
第四方面军石友三负责攻击济宁衮州，其对手为马鸿逵、陈调元。
第一方面军是桂军，李宗仁指挥，向武汉攻击，打通与友军联系，然后顺长江而下攻击南京。