1928年12月，蒋介石在南京召开编遣会议，效仿封建皇帝“杯酒释兵权”的故伎，企图削弱各路军阀的势力，结果引起各方的反抗。1929年3月蒋桂之战，接着蒋冯之战，张发奎反蒋之战，12月唐生智、石友三通电反蒋。在蒋冯、蒋唐之战中，蒋介石极力拉拢收买阎锡山，许阎以陆海空军副总司令之职。而阎锡山老奸巨猾，两面三刀，始而联唐反蒋，继而拥蒋讨唐，忽而又坐山观望。待大势已定，始赴郑州督师，获不战而胜之利。蒋介石对阎阳奉阴违，两面三刀恨之入骨，二人矛盾日渐突出，反目为仇。1930年3月21日，阎锡山、冯玉祥联合通电讨蒋，4月5日蒋介石下令免去阎锡山所任各职，严加惩办。5月11日，蒋、阎、冯中原大战拉开帷幕。反蒋军以阎锡山负责津浦铁路沿线的军事指挥，冯玉祥负责陇海铁路沿线的军事指挥。两军计划会师徐州。然后夺取南京。傅作义任第四路军总指挥，负责津浦路北段战事。傅部一路南下，势如破竹，一鼓作气占领山东省会济南，阎锡山任傅作义为济南行营主任。同时阎又任二方面军指挥官张荫梧为前敌总指挥。阎锡山犯了国无二主，军无二帅之大忌。这样，傅作义、张荫梧两人交叉为主帅。6月25日晋军占领济南后，傅作义主张发扬宜将剩勇追穷寇的精神，不给蒋军以喘息的机会，直捣徐州，与冯玉祥部会师，夺取南京。而张荫梧则主张先肃清沿胶济线东撤之韩复榘、刘珍年部，巩固后方，再行南下。两帅争执，阎锡山到济南调解，又犯了关键时刻分散兵力之大忌，又作出了错误的决定：认为傅、张说得都有理，让张荫梧率部追击韩复榘，傅作义率部继续南下。这样既分散了兵力，又延误了战机，招致了津浦线的全面失败。傅作义率部进至兖州、曲阜一线，又遇大雨，行军艰难。这时蒋介石之增援主力陈诚、蒋光鼐两部已经赶来，未等傅部站稳脚跟，立刻反击，终因敌众我寡不支，全线溃退;胶济线方面的韩复榘亦乘势反扑，张荫梧部也没有秩序纷纷败退下来，部队失去掌控，减员很大，退到济南也不能组织有效的反击。8月15日，济南弃守，过黄河时，晋军各部争渡，蒋军派飞机轰炸，落水、炸死者不计其数，历时50天的津浦线之战，晋军死伤4、5万人，以失败而告终。

晋军退过黄河，阎锡山派傅作义去沈阳联络张学良。当时胜败大局已定，张学良动向已明，旗帜鲜明地站在蒋介石一边。傅去沈阳见张，客观上只能起到一点“请少帅刀下留情”的作用。9月18日，张学良通电进关，接管平津。阎锡山逃往大连下野，晋绥军归张学良节制。

傅作义从沈阳回到天津，心灰意冷，郁闷寡欢，精神不振，茶饭不思。他对这场窝囊仗，痛不欲生。一天晚上，他举枪对准自己的太阳穴欲谋自杀，家人见状，急拉其右手，弹中左臂，幸无伤及要害。