不就任北方國民革命軍總司令一職。直至次年6月，在〃國民黨山西省黨部〃提議的名義下，他自任為北方國民革命軍總司令，開始懸掛青天白日旗。7月，他秉承南京國民黨中央黨部的旨意，在山西實行〃清黨〃運動，提出〃今日的清黨，清其人，尤須清其法〃，捕殺共產黨員和迫害革命青年、進步人士，並自任軍法審判庭長，殺害共產黨員王瀛等人。
與此同時，他又進行了山西第三次擴軍，以北方國民革命軍總司令名義，在暗中收編了冀南的陳光鬥、劉桂堂，山東的範澄秋，冀東的張膺芳等部隊，將晉軍統編為七個軍。
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二、互爭雄軍閥混戰（2）
閻錫山懸掛青天白日旗後，張作霖對其極為不滿，派人到山西勸告閻錫山與他合作，並以〃軍政府副元帥〃相許，閻委婉謝絕，聲稱自己堅決###，改易青天白日旗，不一定要與張決裂。此時，張作霖見閻錫山按兵不動，以為他不會與自己為難，便兵分兩路南下，一路攻打在河南的武漢國民政府之張發奎部；一路沿津浦線援救孫傳芳。與此同時，又派於珍以檢查察西部隊為名，前往豐鎮平地泉一帶部署軍事。閻錫山察覺張此著棋是針對自己來的，這時才與張決裂，公開通電聲討張作霖，兵分兩路，分別沿京漢線、京綏線攻擊奉軍，計劃從南北兩側襲取北京。當時張部的部署如同臥蛇，把主力配置在京漢、京綏兩條線上，一頭配置在察哈爾的懷安，一頭佈置在石家莊和新樂，預備隊擱在津浦沿線和冀中一帶。
閻從兩端下手，把張的預備隊吸引到京漢、京綏線的兩頭，爾後以奇兵截斷其腰部的戰法，很快打敗了奉軍，佔據了石家莊和新樂。後在定縣、宣化、涿州等戰鬥中，接連失利，即撤到山西境內，憑藉固關、娘子關、雁門關等關口扼守。張作霖調集幾十萬人馬大舉進攻，久攻不克，傷亡慘重，最後失利，退出關外。
閻錫山單獨攻打張作霖遭到失敗後，馮玉祥部也受到奉軍的威脅，於是他便與馮玉祥聯名請求下野留居日本的蔣介石回國，主持〃北伐〃戰事，共同對付張作霖。他致電蔣說，〃公留黨在，公去國危，個人之去留事小，黨國之存亡事大，愛用春秋責賢之義，再挽浪中已去之舟〃，竭力表示擁護蔣之至誠。不久，蔣即從日本回南京，再任國民革命軍總司令。1928年2月，蔣在徐州召開軍事會議，改編軍隊，成立四個集團軍。閻錫山就任國民革命軍第三集團軍總司令。3月，他出兵進攻奉軍，一舉奪取石家莊，收復大同，進而加緊進攻保定，以奪取津京地區。
他在採取軍事行動的同時，派人潛入天津，與日本駐屯軍司令新井勾結。新井表示：〃閻軍如果佔領保定，日軍保證北京、天津不用放一槍，唾手可得。〃閻得日軍許諾後，全力攻打保定，迫使張學良放棄保定北撤。他不戰而繼佔北京、天津，被蔣介石委任為平京衛戍總司令。至此，他統治了晉、冀、察、綏四省及平、津兩大城市，並先後被任命為國民黨中央政治會議太原分會主席和北平分會代理主席、內政部長、晉冀察綏賑災委員會主席、蒙藏委員會委員。
次年12月，南京編遣會議後，閻錫山看到蔣介石為削弱非嫡系部隊，與馮玉祥、李宗仁開始火併，派兵將桂系勢力驅逐出兩湖地區，深感威脅，認為早晚也要輪到自己頭上來。這年，唐生智因蔣介石沒有給他湖南地盤而對其不滿，與閻約定，由唐通電擁閻為首，共同倒蔣，閻答應接濟唐軍餉60萬元。但唐在倒蔣通電中卻以汪精衛號召〃護黨救國〃名義，提出擁汪反蔣主張。閻見唐背棄前約，深為不滿，便串通張學良等十人發出通電，擁蔣反唐。1930年元旦，他就任蔣介石委派的陸海空軍副司令職，但未即行，而是令晉綏軍在鄭州觀望各軍情勢，然後再定進攻策略。直到討唐各路軍連戰皆捷，戰事即將成功，方親赴鄭州，督師進發，獲得不戰而勝的戰果。蔣介石對閻又出兵，又觀望的把戲早已察知，討唐軍事行動一停，便授意韓復榘在鄭州秘密佈置捉閻。他得知訊息後，倉卒化裝逃回太原。
在這期間，閻錫山深感蔣介石消滅異己，咄咄逼人。因此，他表面上應付蔣的編遣計劃，暗地裡卻在山西進行第四次擴軍備戰，陸續將部隊擴編為十個軍，轄三十個師；四個保安縱隊，轄十二個旅、四個騎兵師、七個炮兵旅。
與此同時，閻、蔣之間展開了一場所謂〃國是〃之爭。這年2月10日，閻首先致電蔣介石，指出：〃戡亂而不如止亂，不止亂而一味戡亂，國內紛亂，將無已時〃
並提出〃禮讓為國〃，請蔣下野。隨著閻、蔣筆