蒋介石虽然正在逐步扫除军事上的劲敌，但是他离实现他的独裁梦还是有漫长的路要走。

特别是陕西的阎锡山，人称“九尾狐”，是一个非常狡猾的对手。他在山西闭关自守，也不让手下和外界接触，成了名副其实的土皇帝。他本来与唐生智、石友三约定要秘密联合反蒋，但是因为盟友逐个被蒋介石分化收买，他慢慢又成了光杆司令，只得孤军奋战。阎锡山知道自己将是打击的主要目标，他又开始筹划着新的反蒋行动。1930年3月，阎、冯、桂三集团结成了以阎锡山为中心的反蒋联盟。4月，阎、冯、桂起兵反蒋，规模空前的中原大战爆发。

一开始的时候，蒋介石的队伍总体形势不利，攻占的部分区域又很快被冯军占领。蒋介石也在半夜被敌军的炮火惊醒，只穿着衬衫狼狈地跑到车顶上指挥进攻。但是很快他就调整了策略，依靠美、英及江浙财团的支持，用金钱和美女收买一些两边倒的小军阀。再利用反蒋各派间的矛盾，采用军事压迫和内部瓦解双管齐下的办法，逐步取得军事上的优势，让反蒋联军力竭不支。

为了取得战略上的优势，反蒋联盟决定邀请汪精卫北上，联合国民党内部的改组派和西山派组成新的联合阵线，共同对抗蒋介石。戴笠得知这个情报之后，主动向蒋介石请示，派出自己的情报助手王孔安奔赴北平秘密参加汪精卫召开的中国国民党中央党部扩大会议，了解会上各派的政治态度。蒋介石根据戴笠随时呈递的密报，制订收买分化的策略。

9月18日，东北奉军首领张学良在蒋介石的拉拢下，一改中立观望的态度，宣布拥护蒋介石。12万东北军的主力入关，向反蒋联军进攻。奉军的拥护使得战势豁然开朗，西北军的高级将领梁冠英、万殿尊、吕秀文等人见到双方实力出现悬殊，也都纷纷投靠蒋介石一边。其他杂牌军更是迅速易帜，转而向反蒋联军开火。看到这种情况，反蒋阵线中石友三率先投奔张学良，晋军也背着阎锡山各找门路，向蒋介石示好。反蒋联军分崩离析，终于在蒋介石的内外夹击下彻底失败。大原大战爆发7个月之后，11月初，阎锡山、冯玉祥宣告失败，通电下野，桂系退回广西，中原大战结束。

东北易帜，结束了新老军阀混战的局面，促成了国家的和平统一，维护了国家领土主权的完整，沉重地打击了日本帝国主义企图分离东北的野心。当然，通过和平易帜，张学良保住了东北集团的地盘和军队，达到了分治合作的目的，并增强了他的权力基础。