奉軍的潰敗，首要原因並非是北伐軍，而是張作霖。經過郭鬆齡倒戈之後的奉軍，其實精銳盡失、元氣大傷，當初吳俊升、張作相、王永江、張學良、韓麟春等奉軍將領都主張休養生息，然後再圖關內，但是在楊宇霆的鼓動下，張作霖急於入主關內，於是入關之後馬不停蹄地與吳佩孚、孫傳芳、馮玉祥、靳雲鶚、閻錫山以及北伐軍交戰。自身舊恙未愈，又多線作戰，饒是連克強敵，但也成了強弩之末。待蔣中正舉北伐軍進擊京畿，力竭而又老邁的奉軍哪裏還是黃埔健兒的對手？
（一）
1927年10月26日，張學良到鬆林店視察防務，隨即下令於翌日早晨對涿州再次發動進攻。奉軍以重炮做掩護，備妥泥沙五萬袋、木杆數千條用以攻城，而守城的晉軍亦在城牆挖掘深穴，並備妥大量滿盛沙土的麻袋，城垣被轟出缺口，即以沙袋堵塞。27日，奉軍對涿州發動猛攻，晉軍則以機關槍和手榴彈迎擊，奉軍沒有任何收獲。30日，奉軍第四次進攻涿州，以張學良的衛隊旅為中堅，萬福麟親抵前線督戰，涿州兩次被重炮轟開，但是仍然沒有被奉軍攻克。
兩軍對峙涿州之際，京綏線方麵則進展順利，奉軍接連攻克柴溝堡、懷安、天鎮、陽溝等地。11月3日，奉軍進抵大同，並自大同向南發動進攻，而後進至山陰縣。奉軍的右翼則進抵朔州，正麵逼近廣武、雁門。張作相率主力部隊移駐渾源，在平型關的奉軍於芷山部、在龍泉關的王樹常部越過沙河鎮和天營鎮，進攻繁峙、五台。晉軍將領商震移駐代州督師雁門、繁峙，閻錫山則坐鎮太原指揮五台、娘子關的戰事。9日，湯玉麟部的郭希鵬師占領綏遠省城，奉軍進至包頭。14日，奉軍占領平型關。
17日，奉軍五攻涿州城，仍然不克，而晉軍此時業已退回山西依險據守。奉軍方麵在激戰之餘，則需要休養，加上此時已值隆冬，嚴寒天氣，地勢生澀，奉軍便不欲輕敵激進。平型關方麵戰事雖一度吃緊，但隨著氣候變得寒冷，加上山嶺崎嶇，道路泥滑，奉軍自感行軍艱難，所以也沒有急進。閻錫山縮短戰線之後，兵力便可以集中，而奉軍進入山西則需要麵對物資運輸上的困難，是以固守為主。
12月7日，奉軍派出正式代表偕同北京的慈善團體代表及山西旅京同鄉會代表持白旗進入涿州，與傅作義接洽和平讓出涿州城，傅作義乃提出以全師退回山西為和平讓出涿州的條件，奉軍無法接受傅作義的條件，和談遂沒有取得任何結果。10日，張學良、韓麟春自保定抵達北京，13日，韓麟春又自北京回到奉天，因為涿州一時難以攻克，加之時值隆冬，天寒地凍，張學良遂選擇采取長期圍困的方法，待涿州不攻自克。
傅作義雖然據守孤城、五退奉軍，但無奈北方進入隆冬，城中的供應也難以為繼，他縱有守城之誌，手下將士也難有守城之心。傅作義乃致電閻錫山求援，“我軍……若能火速反攻，則職等為牽製計，於旬日內當日食一餐，以竟全功。不繼則以草根樹皮濟之，舍此則報國雖切，無能為也”，閻錫山很快就複電傅作義等，“眾誌成城，何慮金湯不守”。閻錫山的這封電報，就是給了傅作義一張沒有保證的飯票。
傅作義哪裏還能等到“與三晉袍澤會定幽、燕”的時候，城中的軍民都已經斷炊多日。傅作義想要率部突圍，召集部下的時候，隻見所有將領“頭腳已腫，傷病累累”，站著都打晃，別說是突圍了。既然身處絕境，傅作義隻好向奉軍尋求和談，在堅守百餘日後，於1928年2月7日開城投降。隨後傅作義被張學良軟禁，所部殘兵則被驅散，涿州城才終於被奉軍控製。
晉奉戰事進入僵持階段之際，國民政府則完成了“寧漢合流”，到1928年原本卸任的蔣中正再度出任國民軍總司令。蔣中正複任之後，便繼續推動國民軍北伐，他先是調第四軍繆培南部由粵入贛，方振武部自信陽開赴歸德，方鼎英部自粵經贛、浙轉而入蘇，錢大鈞部自粵經閩、浙而入滬，另外又命令散駐皖、贛、蘇、浙的國民軍準備出發。隨後到開封召集馮玉祥及第二集團軍總參謀長劉驥、山西閻錫山代表邵某、第一集團軍總參議何成浚、總司令部參謀處長葛敬恩等共商大計。
奉軍方麵亦在北京兩次召開軍事會議，積極為即將到來的決戰做準備。經過商議，奉軍決定對京漢線、津浦線均采取守勢，而選擇對山西展開最猛烈的攻勢。其中，以張學良的第三方麵軍、第四方麵軍和張作相部進攻山西，另自張學良部抽調一部固守京漢線，褚玉璞、孫傳芳、張宗昌則置於大名、濟寧、臨沂一帶，以防禦南方的國民軍。奉軍的意圖是先占據山西，爾後向南發展。