月升任第10军军长。1930年（民国19年）夏，中原大战爆发，被任命为讨逆军第3军团左路司令，后来历任第16路总指挥、平汉路右翼军第1纵队指挥官，为蒋介石方面的胜利作出贡献。1932年（民国21年）5月，徐源泉任湖北全省清郷督办。以后，主要从事对中国工农红军贺龙部的讨伐。翌年6月，升任豫鄂皖剿匪总部左路军总司令。1935年（民国24年）2月，调任鄂湘川剿匪总司令。同年4月，获授陆军二级上将，11月当选中国国民党第5届中央执行委员。1937年（民国26年）1月，任第1预备军总司令，6月任川康军事整理委员会