任广州国民政府第5集团军总司令，并向张学良的东北军发兵，沿平汉铁路北上，试图掌握华北权力。7月28日，石友三部队与东北军交战，战斗三日后即不支，同时原本拉拢的地方军阀全被南京政府以更高金额稳住阵仗，无人唿应石的发兵，同时南京政府派遣商震从山西东攻、顾祝同从河南北上三面夹击。13路军受此压迫溃败，仅4,000人跟随石友三逃入山东省依附韩复榘，大部分军械皆被东北军与中央军缴获瓜分。韩复榘得到张学良同意将石友三残军改编为四个团，此后已经难以恢复过去的影响力。1932年（民国21年），石友三离开山东省，在宋