民国十六年），阎钖山响应北伐，晋军改编为国民革命军第三集团军。商震任阎锡山的第3集团军代理总司令，展开对奉系的攻撃。同年7月，任第1军团军团长，9月兼任第三集团军左路总指挥。1928年（民国十七年）4月，商震先后攻取保定、北京、天津等地。6月，被任命为河北省政府主席。10月，任国民政府军事委员会委员。11月，以北伐之军功，任平津警备副司令（代理司令）。1929年（民国十八年）3月，商震当选中国国民党第3届候补中央监察委员。但是，阎钖山对商震的自主行动产生疑虑。同年10月，阎钖山将商震召还山西，任命其为有