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张学良在9月5日对山海关驻军于学忠部下达准备动员令后，又于9月15日在沈阳北陵召集张作相、万福麟、汤玉麟等东北军高级将领会商时局。尽管张学良是东三省的最高领导者，但在这次会议上仍有人反对出兵关内或者反对挺蒋。其中，反对出兵关内的是辅帅张作相和东北政务委员袁金铠，而反对挺蒋立主中立或与阎冯合作的则是长官部军事厅长荣臻，驻京代表秦华等人。最终，由于张学良的坚持和多数将领的赞同，会议决定东北军入关，武装调停。
或许是阎锡山从某些渠道得知了张学良等人的决定，也或许是阎锡山自己感到败局已定，就在9月15日这天，阎锡山密令前线的晋绥军向大名、石家庄撤退。当然，为了能让晋绥军顺利的撤离战场，也为了不打击冯玉祥反蒋的坚定信念，阎老西很“厚道”的没有将晋绥军撤军情况通知冯玉祥所部，把冯玉祥蒙在鼓里。带领西北军吃窝头、耍大刀的冯玉祥就这样又一次被小算盘打得噼里啪啦的阎锡山给算计了。只是这一次，冯玉祥把他苦心经营二十年之久的西北军给彻底输了进去，再无东山再起的机会。
9月18日，张学良通电入关挺蒋之后，本来就因战局失利而士气不高的反蒋联军更是人心惶惶。陇海线上，前两天接到阎锡山密令已经开始暗中撤退的晋绥军，在得知张学良通电入关的消息后更是加紧撤离战场。而庞炳勋、孙殿英、刘春荣等部也纷纷自由行动，跟随晋绥军撤到黄河以北，一时竟无人理会冯玉祥这位前线最高指挥官。与此同时，石友三通电表示拥护张学良的主张，并率部由鲁西开往豫北，并将漳河铁桥加以破坏，以保障该部自身安全。
与这些人不同的是，冯玉祥在得知张学良通电入关的消息后，仍然希望阎锡山能抽调部队到河南与蒋军继续作战。在冯玉祥看来，张学良虽然挥师入关，可己方实力尚存，只要阎锡山下定决心坚持到底，局势仍有转机。但既当家又知柴米贵的阎锡山知道自己凭借山西一省之力，支撑联军近半年的作战消耗已经到了山穷水尽的地步。一个老蒋就够难对付了，现在又加了个养精蓄锐多时的小张，这个仗已经没法再打下去了。因此，当冯玉祥的代表张允荣转达冯的意思，希望阎锡山能努力坚持的时候，阎锡山连说：“不好办，不好办，仗是不能打了。”而当张允荣问及阎锡山对眼下时局的看法时，阎锡山只说：“退到山西再说罢。”
张允荣回去将见到阎锡山的前后经过告诉冯玉祥后，冯玉祥这位西北军的大佬自然明白阎锡山这是撂挑子了。不由得心中暗恨。由于此前冯玉祥把希望放在阎锡山身上，光想着怎么和蒋军作战去了，根本就没想到万一事有不谐时还要退回西北老窝。而现在再想撤往陕西已经不可能了，杨虎城部在9月17日就攻克了洛阳附近的龙门，堵住了冯部西去的道路。西行无路，东面、南面又是压上来的蒋军，冯玉祥也只能退往河南北部了。
正当冯玉祥考虑进退的时候，9月28日，吉鸿昌口称要做“黄盖”，并说今后一定会对得起冯玉祥，然后，率部投蒋。接着，梁冠英投蒋；防守许昌的焦文典也通电投蒋。
10月3日，陇海线蒋军先头部队入开封，郑州外围的蒋军也愈逼愈近，郑州城内已能隐隐听到炮声。
10月4日，阎锡山、汪精卫秘密到郑州与冯会晤，在共同商定联合发表实行停战的通电后，阎、汪于当日夜间离郑北返，冯亦于次日率副总司令部人员撤退到黄河以北的新乡。冯玉祥前脚刚走，蒋军在6日就进入了郑州。
此时平汉线上张维玺、冯治安、田金凯、任应歧等部很快在新郑一带陷于蒋军的重重包围之中。最终，该部5万多人于10月8日放下武器。
在中原战事已接近尾声的时候，蒋中正为了迅速回师江南对红军作战，对善后问题的处理故示“宽大”，将收拾华北残局的全权委托给张学良；对河南方面的军事也摆出一了百了、以政治和平解决的姿态，并邀请与西北军有关系的马福祥、张之江等于10月上旬到河南洽商收拾西北军的办法。冯玉祥命鹿钟麟出面与接洽，并表示自己不再过问。
鹿钟麟向马、张提出的条件是：一、冯下野外游，希能予以便利；二、军队由鹿负责改编为十个师，以河南西部及陕、甘两省为驻防区域；三、拨给编遣费三百万元。但是，蒋中正已经打定了主意要把冯玉祥的西北军彻底瓦解，对鹿钟麟妄图占有两省、保留西北军建制的提议根本不予以理会。当然，蒋的说法是吉鸿昌、梁冠英等已经投降，在新郑被围的张维玺等部亦已表示愿意缴械，这些部队的去留问题已经不在与冯、鹿的洽商范围之内。
最终，冯玉祥曾经的部下们，吉鸿昌被蒋委为第二十二路总指挥后，即调赴豫、鄂、皖边境，归豫鄂皖边区绥靖督办李鸣钟节制；梁冠英为第二十五路总指挥，调赴苏北，归江苏绥靖督办张之江节制；葛运隆为第三十三师师长，所部由洛阳调赴湖北；停留在焦作的孙连仲也自谋出路，派田镇南、李汉辉到济南，通过韩复榘的关系，接受了蒋介石的第二十六路的任命。就连冯的卫队旅季振同部也愿随孙共同行动，不愿退往山西。而曾经追随冯玉祥的庞炳勋、孙殿英、刘春荣等部则干脆脱离西北军。