定脱离奉系而易帜。1928年（民国17年）6月，任国民革命军第3集团军第11军团总指挥（后来改爲第6军团总指挥）。同年10月，随着裁军，改任第48师师长。1929年（民国18年）11月，获陆军上将衔，12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