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