蒋军乘阎冯联军阵前大乱之机，趁势占领归德以西的柳河车站。蒋介石率总部进驻归德，亲自指挥中央军刘峙各部加速进剿。
蒋鼎文部第九师进逼杞县，徐庭瑶第一师、陈诚第十一师等部进逼兰封，第三军陈继承部、第六师赵观涛部进攻兰封、杞县间之杨垌柿园。空军配合地面进攻，向冯、阎联军阵地进行轰炸。
幸而晋军善于打防御战，在兰封一带修筑高垒深沟，据防守。徐永昌又速调杨耀芳军赶到兰封附近，占领阵地，并以百十门大炮构成弹幕，猛轰中央军刘峙各部，有力地阻遏了中央军的正面进攻。
蒋介石见正面失利，便令陈诚部向陇海路南侧迂回，威胁晋军后路。形势又严峻起来。
冯玉祥见情况危急，不得不把控制在郑州一带的机动部队孙良诚部过早地调上来投入战斗。此时阎、冯各军的态势为:
晋军徐永昌各部担任陇海铁路正面;它的左翼为刘春荣部;再左为石友三部;右翼为孙良诚部;再右为庞炳助部。宋元第四路军全部进驻开封、通许、陈留一带。
冯玉祥对参谋长刘骥说:“派吉鸿昌率同孙良诚从杞县方面包蒋军，一定要吃掉陈诚的第十一师。”
孙良诚、吉鸿昌在西北军中皆以骁勇善战著称，尤其是吉鸿昌部号称“铁军”。吉鸿昌本人桀骜不驯，只冯玉祥能使动他，其他将领对他都有怨言。冯入晋时，吉不听鹿钟麟调遣。鹿向冯报告:吉不听命令,故已将他撤职。冯将吉鸿昌叫来,“嘭”的一拳,打在肩头:“你这小子，我不在家，谁的话你都不听!”随手写了一张“高级副官室”的条子交给吉说:“把这条子贴在你住室的门口，给我来当副官!”
中原大战前夕，冯玉祥又令吉鸿昌回第十一师当师长。孙良诚很不满意地说:“好容易把吉鸿昌拿掉,现在冯先生又恢复他的师长职，将来如何，冯先生自然会知道的。”
吉鸿昌是河南扶沟人，外号“吉大胆”，能征惯战，并老打胜仗,曾任宁夏省政府主席。他召集旅长们开会，上来便说:“此次,老蒋派他的精锐部队第十一师来攻杞县，你们怕不怕?我吉鸿昌绝对不含糊。我认为敌人来得愈多愈好。大刀片久没肉祭，急坏了。不是我吉鸿昌吹牛说大话，要不叫敌人在杞县开个人头大会，算对不起他。看看哪个十一师更厉害!”
接着，吉鸿昌命令第五十五旅、第五十六旅、第五十七旅进入指定地点赶筑工事，令总部附属野炮营一连在阵地左后方构筑炮兵阵地。
1930年5月23日中午,当蒋军先头部队第九师蒋鼎文部、第六师赵观涛部出现在杞县城外时,吉鸿昌当即向各部传达命令:敌人进攻时，距我阵地30米以外，任何人不准发枪;如有擅自发枪开炮者，立即枪决。并命令各部队所有官佐、杂役、兵fu入阵地，有枪者拿枪，无枪者拿大刀片、手 榴 弹，一律上火线参加战斗。
当敌进攻开始，行至护城堤附近时，吉趁敌立足未稳，命号兵吹响开始射击的号令。霎时阵地上重迫击炮和八二、六〇小炮、轻重机枪、手榴弹、步枪齐向敌猛烈开火;野炮连用开花弹在敌攻击部队头上爆炸。蒋军慌乱之际，吉鸿昌便命令手枪营跃出壕沟出击，战士们用手榴弹先猛炸一阵，接着挥舞着寒光闪闪的大刀片杀入蒋军阵中，如天兵神将，猛砍猛杀，蒋军一见大刀片便抱着脑袋往回跑，斗志皆无。结果多数非死即伤。
杞县东关吃紧时，吉鸿昌从城内移驻东关亲自指挥。蒋军依仗优势兵力和先进装备，几度突入圩内。在战斗最激烈时，吉鸿昌脱去外衣,只着小坎肩,手持大刀片,站在突破口鼓舞士气,他豪迈地说:“兄弟们，杀呀!不关饷、不扰民的铁军，一定能打过关饷扰民的公子少爷豆腐兵啊!”
孙良诚第二路的梁冠英师和张印湘师也赶来参加战斗。从5月23日起到6月10日止，经过十几天的激烈血战，蒋军主力第六、第九、教导第一等4个师伤亡惨重，被迫向东南方溃退。
吉鸿昌率第十一师跟踪追击,一直追到睢县东南河堤岗一带。
吉鸿昌的第十一师最精彩的战斗是对陈诚的第十一师。吉部勇猛顽强、不怕牺牲的战斗作风，给了蒋军极深刻的印象。
陈诚第十一师是蒋介石嫡系中的嫡系，是他的看家部队，将帅皆为蒋介石的宠将。
陈诚第十一师旅长、名将李默庵便是在这次战斗中负重伤的。他回忆道:“战斗打响后，激烈异常，冯军进攻猛烈，蒋军防守顽强，双方互有进退，僵持不下，死伤亦很惨重。我的旅部设在一个长形村东头(村名记不得了),村西南是一块场院。有一天上午，我指挥部队连续战斗，勤务兵看我实在支持不住了，硬把我拖到一间安静的屋子休息。我睡觉的功夫，村西阵地被敌人突破，部队撤到场院来了，眼看旅部就要失守。开始，我的副旅长也没向我报告，要安排旅部往后撤。我被枪声惊醒，问明情况，横下心要夺回阵地，当即命令旅部全体人员带武器反击，我则抄枪冲在前面,退兵一看我带头冲锋，士气又上来了，这样，一个反冲锋，又将敌人压了回去，保住了阵地。
这样你来我往，大致打了一个星期的样子。到了5月23日夜间，守卫在我旅防线最左翼的第六十一团阵地失守。团长刘天铎是刘峙本家的侄辈，黄埔二期的······他原是副团长，是第六十一团的班底，很有能力。然而他在这次战斗中却麻痹大意了，原以为守卫最左翼，不是战斗主要方向，夜间放松警戒，结果被冯军一举攻下。第二天，4月24日，我即令部队组织反攻，不能奏效。冯军占领我左翼后，向纵深发展，危及到我旅我师的整个防线，若无力挽回，全线崩溃，麻烦就大了。
为了指挥对冯军作战，蒋介石亲临柳河镇，离前线不外乎几十里，若败下阵来，蒋的安危必受影响，我将无法交代。
危急时刻，我亲自率领预备队进行反击，冲在最前面，冲过一块麦地时，迎面敌人以猛烈炮火拦截，我不顾死活往前冲，突然觉得下腹被什么碰了一下，身子一软就倒下了，旋即失去了知觉。此时约是下午4点钟。······”
陈诚师的旅长在战斗中受重伤，可见战斗的激烈程度。
孙良诚部则挖了条又深又宽的外壕，乘蒋军无备，派奇袭部队迂回到蒋军后方，夜袭顾祝同部，给了顾部以重大的创伤。迨袭击部队返回时，顾部不甘心，企图乘其占领阵地不稳之机，予以猛扑。但冲到阵地前时，即被阻于外壕。孙良诚令部队用水连珠机枪猛烈扫射，顾部伤亡惨重。
在兰封前线，徐永昌使用了炮兵7个团，250门大炮一起轰击，威力无比;蒋军伤亡很大。
左翼部队石友三、刘春荣部亦与蒋军激战。
在柳河车站的蒋介石,令熊式辉的第五师到前线实行中央突破,以期楔入晋军阵地,打开一个缺口,击溃晋军。而阎锡山的电讯班子已破译了蒋介石的电报,阎令徐永昌注意防范,但徐认为自己的部队亦很疲乏,恐难以胜任,请阎速派援军。阎即命参谋长周玳带着控制在郑州的两个炮兵团前往增援,集中9个炮兵团324门大炮的火力实行墙壁式射击。结果蒋军损失惨重,狼狈而退。
此时蒋军全线后撤至定陶、曹县、民权、河阳集之线。孙良诚、吉鸿昌两部互相配合，比翼双飞，进展迅速。而两翼庞炳勋部和晋军则进展迟缓。前敌总司令鹿钟麟要求晋军积极配合反攻，扩大战果。副总司令徐永昌说:“我们的军队你还不知道么，叫他们守一个地方，倒是有些办法;要是叫他们一往直前地进攻，那就不能和西北军相比了。”
5月31日夜,蒋介石在归德以西柳河车站督战,住在专列上。陈调元和顾祝同的司令部在柳河附近的小村庄中。由于车上很热，陈调元等来请蒋介石去他们的司令部避暑，邵力子和周佛海必定去。恰巧这天晚上，周佛海睡得早，梦中被枪声和很大的轰炸声所惊醒。只见侍卫长王世和大叫道:“火车头呢?”因为不预备开车，火车头离开了列车，火车无法开动。
蒋介石身边只有200多名卫士，车站又没有其他军队。在枪炮声和火光声中,郑大章骑兵师于夜间急驰80余里,奇袭归德飞机场。周佛海说:“如果骑兵到达车站，主帅以下都要被俘。那末，那个时候以后的历史，又是另外一个写法。真是气数!不过那时候，我们都要学空城计的孔明，齐说一声“好险哪!’”
郑大章的骑兵奇袭归德机场，烧毁飞机几架，俘虏机师和地勤人员50余名，完成任务后安然撤走。如果端了蒋介石的总司令部，中原大战定是另外一种结局。
冯玉祥听完李兴中的报告，是日在日记中写道:“东路宋(哲元)、孙(良诚)各进展数十里;张印湘缴敌械一团;石友三派人绕攻敌侧背，缴陈调元卫队团械;郑大章今晨四时驰袭睢州，当即占领，俘获敌战斗机十二架。当嘱将胜利情形通电各军。”西北军在陇海线初露锋芒，便教蒋军吃了大苦头，战局开始扭转。
