1927年5月，韓復榘率部出征河南，先參加討伐靳雲鶚之役，又於11月打敗張宗昌的直魯聯軍和孫傳芳的五省聯軍，使蔣介石的部隊得以取得徐州。1928春，韓復榘率部在河南彰德與奉軍張學良部展開激戰，雖損失慘重，但最終取得勝利。接著蔣介石、馮玉祥、閻錫山和李宗仁聯合對奉系張作霖發起進攻，韓復榘奉馮玉祥之命，飛速向北京進軍，先後攻克石門、正定、保定，最終於6月6日進抵北京南苑，成為第一支到達北京的北伐軍。
這次戰爭可以說是韓復榘一生中最光輝的一戰，使他一時成為全國矚目的風雲人物，各報皆讚譽他為「飛將軍」。
韓復榘拼命進軍北京，除了奉馮玉祥之命外，更重要的是覬覦直隸這塊地盤。但實際上，蔣介石已決定將直隸省和京津地區劃給閻錫山，馮玉祥表面上表示贊同，暗地裡指使韓復榘率兵接收北京，韓復榘以為馮玉祥有意將北京或直隸中的一塊地盤給他，卻不料奉軍留守部隊和北京維持會王士珍根本不讓馮玉祥的人接收。最終，韓復榘沒有得到直隸或京津的任何一處地盤，落個竹籃打水一場空，心中十分不快。
此時，韓復榘環顧左右同僚，宋哲元任陝西主席、孫良誠任山東主席、劉郁芬任甘肅主席、鄧哲熙代理河南主席，鹿鍾麟則到南京代理軍政部部長，韓復榘認為這些人和自己資歷不相上下，如今都能得到一塊地盤，而自己拼死拼活立下戰功，卻一無所獲，越發感到馮玉祥對他不公正，感到在馮玉祥手下不會再有前途。
然而，1928年12月，忽然喜訊從天而降，國民黨中央政治局會議任命韓復榘為河南省政府主席，而這個任命，正是在馮玉祥的舉薦下做出的。韓復榘得知後，對馮玉祥充滿感激。
當上了河南省主席，韓復榘樂不可支，以為終於重新獲得馮玉祥的信任。然而上任後才發現，他做的不過是一個空頭主席。此職早前原是馮玉祥本人代理的，各廳廳長都是馮玉祥時期的原班人馬，他不僅一個動不得，甚至一個都指揮不動。
不僅如此，更壞的消息接踵而來——不久，馮玉祥接連來電，指責韓復榘的軍隊——第二十師軍紀敗壞等等，韓復榘心中警鈴大作，一種不祥的預感油然而生。
果然，時隔不久，馮玉祥下令免去韓復榘二十師師長之職，由馮玉祥的總參謀長石敬亭兼任。聞此之變，韓復榘如遭晴天霹靂，丟掉了兵權，就等於丟掉了命根子！直到這時韓復榘才恍然大悟，原來馮玉祥根本不是信任他，而是借提拔之機，用明升暗降的辦法剝奪他的兵權。沒有了軍隊做保障，省主席這個土皇帝便會朝不保夕，更何況他做的是一個有名無實的空頭主席！
令韓復榘更為痛心的是，石敬亭接任二十師師長後，痛罵二十師軍紀敗壞，說韓復榘將二十師帶成了土匪，而且藉機撤換韓復榘的親信。有一天二十師十六旅旅長兼鄭州警備司令趙仁泉突然從鄭州來到開封，見到韓復榘便是一番哭訴：
「前兩天石敬亭要到鄭州視察部隊，我接到消息後親自率部隊到車站迎接，誰知左等右等都等不到，就先回司令部，本想打聽到具體到達時間再去迎接，結果我剛回到司令部，他就到鄭州了，見我沒去迎接，立刻藉機將我撤職。」
「他這是故意找茬，欲加之罪！就算你接到他，後果還不是一樣？」韓復榘十分惱怒，因為不止是趙仁泉，他在二十師中的所有親信，幾乎已被石敬亭全部撤職。讓韓復榘更加無法接受的是，他身為一省之長，卻無權在自己的地盤上安插任何親信！對於被撤職的部下，他除了口頭安慰幾句，只能束手無策。
為了排解心中憤懣，韓復榘開始消極抵抗，從此不再過問省府之事，天天在外尋歡作樂，並經常去河南省民團司令何其慎家中享樂。哪曾想，他卻把「晦氣」帶給了何其慎，導致何其慎被馮玉祥突然扣押，何其慎丈二和尚摸不著頭腦，韓復榘卻心知肚明，知道馮玉祥是衝著他來的，只是他沒辦法為何其慎開脫。
不僅如此，馮玉祥又在將領士兵大集會時，大罵不務正業之人，很多人都知道馮玉祥所指何人，令在場的韓復榘十分難堪，心裡對馮玉祥更加怨恨。
韓復榘雖然失去了第二十師這支軍隊，但還有一支精銳手槍隊，負責保衛他的人身安全。馮玉祥自然不會放過這支手槍隊，下令將韓復榘這支手槍隊調到洛陽。韓復榘從前雖然對馮玉祥心懷不滿，但從不違抗馮玉祥的命令。但這次，他認為馮玉祥做得太過分了，憤怒之餘，公開抵抗，拒不執行。
馮玉祥見韓復榘拒不服從命令，頓時惱羞成怒，立刻派人把他帶到洛陽。一見面，馮玉祥就對韓復榘氣急敗壞地吼道：
「怎麼著，現在當上主席了，可以不服從命令了！你看看你，在家有人守衛，出門有人保駕，你氣派不小啊！我這都沒人守衛，既然不願意把你的手槍隊調來，你就親自給我站崗去吧。」
韓復榘敢怒不敢言，只好乖乖地到司令部門口，給馮玉祥站崗兩個多小時。
石友三的日子比韓復榘更不好過，韓復榘好歹當上個河南主席，石友三卻什麼都沒有得到。令石友三更為氣憤的是，在北伐中他與韓復榘都戰功甚高，但馮玉祥從未給予過公開表彰，每次表揚戰功，總是把孫良誠放在第一位，稱孫良誠為常勝將軍，稱孫的部隊為鐵軍，對韓復榘、石友三的戰功視而不見。於是，兩個同樣受排擠的人便經常湊到一起，除了發牢騷之外，也在謀劃新的出路。
1929年3月，蔣桂大戰爆發，馮玉祥由於嫉恨蔣介石之前將河北和京津地區劃給閻錫山，打算藉機會反蔣；但同時又覬覦桂系控制的湖北地盤，想藉機奪取湖北，將湖北與河南連成一片。
於是，能打硬仗的韓復榘又派上了用場，馮玉祥令他重掌第二十師，率部到湖北坐山觀虎鬥，待蔣桂兩敗俱傷時再出來收拾殘局。卻不料蔣介石重金收買桂軍將領李明瑞，李明瑞臨陣倒戈，致使桂系迅速潰敗，蔣桂戰爭旋即結束。馮玉祥奪取湖北計劃落空，不僅如此，他還為韓復榘投蔣提供了機會。
蔣介石勝利後來到武漢，特地召韓復榘見面，與夫人宋美齡設宴款待韓復榘和他的大姨太紀甘青。席間，蔣介石對韓復榘在北伐中的戰功讚不絕口，口口聲聲稱「向方兄戰功卓著」，令韓復榘非常感動。臨別時，蔣介石又贈送韓復榘數十萬元勞軍費，令他受寵若驚，投蔣的想法也隨之而生。告別蔣介石後，韓復榘對他身邊的人說：
「我跟隨馮煥章近20年，沒有功勞也有苦勞，可他對我招之即來揮之即去，打仗拼命有份，當官受賞無名，好不容易給個省長干，還剝奪了我的兵權，稍有不順他意，輕則訓斥重則罰站，一點面子都不給，跟著他不僅沒有出頭之日，還要受盡屈辱，而蔣先生禮賢下士，才是真正可以投靠之人。」
此後，韓復榘和蔣介石保持聯絡，兩人的感情日益濃厚起來。
1929年5月，馮玉祥在華陰召開軍事會議，宣布討蔣，為指揮方便，決定令駐山東和河南的部隊西撤至陝西和河南西部。韓復榘身為河南省主席，自然不願意放棄河南省大部分地區，當即表示反對：「西北地方的窮困，我們親身經歷深有體會，如今又鬧災荒，幾十萬人退回西北，意味著要被活活餓死。」
「西北餓不死你！」馮玉祥厲聲怒斥道，「小孩子，誰讓你多嘴！」
但韓復榘仍不死心，繼續說：「我認為無需軍隊調動，你給我10萬人馬，包打武漢；給孫良誠10萬人馬，包打南京；給石友三30萬人馬，兩邊策應，這樣以三路攻打蔣介石即可。」
「是你指揮還是我指揮？」馮玉祥火更大了，呵斥道：「到院子裡給我跪下。」
韓復榘堂堂河南省主席，被喚作「小孩子」不說，居然還被罰跪，韓復榘心裡十分惱怒，但也不得不跪。只是這一跪，更堅定了叛馮投蔣的決心。會議結束後，韓復榘立刻離開華陰，前往二十師的駐地陝州。此時二十師師長是李興中，但旅長以下仍有一些韓復榘的舊部，願意效忠韓復榘，韓復榘將他們召集起來，密謀叛馮。
1929年5月22日，韓復榘、石友三、馬鴻逵等人發出「養」電，表示「維護和平，擁護中央」，次日給蔣介石發出「梗」電，表示擁護之意。蔣介石本來見馮玉祥大軍西撤，感到馮要對付他，卻不知馮為什麼要撤軍。正疑惑間，接到韓復榘的電報，如獲至寶，立即發表「嘉電」，任命韓復榘為西北軍總指揮，令所有駐豫陝甘等省部隊歸韓復榘指揮，同時仍兼任河南省主席，並送軍餉100萬元。
5月23日，蔣介石下令開除馮玉祥黨籍，5月24日下令通緝馮玉祥，5月25日下令討伐馮玉祥。而韓、石的通電，給了馮玉祥沉重打擊，他完全沒有想到一向被他視為「孩子」的部下竟然會背叛他，對西北軍的自信大大降低。5月27日，馮玉祥通電下野。
韓復榘投靠蔣介石後，率部東進。但西有孫良誠追擊，東有龐炳勛阻截，一路上困難重重，損失慘重，各旅先後到達開封后，韓復榘的第二十師已是殘存無多了。幸虧石友三率部在鄭州與之相會，才得以擺脫危局。
韓復榘到鄭州後，蔣介石派宋子文為代表前往慰問，隨後宋美齡帶大量慰問品到河南勞軍，談話中，宋美齡以「常勝將軍」稱呼韓復榘，令韓復榘異常感動。事後，韓復榘對親信說：「蔣夫人每次都喚我『常勝將軍』，從不喊我名字，對我非常尊敬，而馮煥章則『韓復榘』長『韓復榘』短地喊我，甚至連『向方』都不肯叫，在他手下做軍官，和奴才無異。」
然而，蔣介石對韓復榘並不信任，韓復榘企圖將石友三部，以及同樣叛馮投蔣的馬鴻逵部拉到自己麾下，以壯大實力，蔣介石卻採取分而治之的辦法，任命石友三為第十三路軍總指揮，馬鴻逵為第十五路軍總司令，將他們從韓復榘身邊調開。在軍餉問題上，對韓復榘實行點名發餉，令他無法暗中擴張實力。
韓復榘對蔣介石疑心重這一特點心知肚明，他看出蔣介石對他只是暫時的利用，不會信任並重用他，所以對蔣介石也不完全效忠。他暗中拉攏各方勢力，比如山西閻錫山、東北張學良、山東陳調元和河北商震等，對於點名發餉公然反對，在軍政和人事方面，也並不服從蔣介石的命令。
1930年，國民黨內汪精衛聯合閻錫山、馮玉祥、李宗仁等人發起對蔣介石的中原大戰，蔣介石擔心韓復榘聯合石友三等人做出對他不利的事，打算將他調到山東，使之遠離西北軍陣地。對此，韓復榘十分樂意，他本就不想與西北軍對戰，加上河南地區相對貧窮，如今能順理成章調到山東，未嘗不是好事。
4月8日，蔣介石在徐州召開軍事會議，韓復榘被任命為第一軍團總指揮，駐防魯北，扼守黃河南岸，阻止津浦路晉軍南下，並將山東陳調元的第二十六軍、膠東劉珍年的第二十一師以及馬鴻逵的第十五路軍，全部交給韓復榘指揮，蔣介石對韓復榘誠懇地說：「今後關於山東方面的軍政事務，即請向方兄全權處理。」
由於蔣介石此次敵人較多，並將主力放在隴海一線，企圖一舉擊潰馮玉祥、閻錫山主力，所以明知韓復榘不可靠，仍不得不重用韓復榘，用盡一切手段進行籠絡，使他為自己效力。而韓復榘為了保存實力，在最初魯北的幾次戰役中，均應付了事，最終導致他被迫不斷東退的局勢，一直退到膠東。由於閻錫山用四個軍對付韓復榘，韓復榘疲於應付，一度萌生下野的想法，還曾對部下說：「我們能打就打，不能打就上山（沂蒙山區）當土匪。」
此間，馮玉祥不斷致電韓復榘，希望他能調轉槍口，對付蔣介石。韓復榘先是回覆說：「待與閻總司令妥商後再行宣布。」不久又說：「俟領得本月份餉項即行發動。」企圖以此緩和晉軍攻勢，但沒有成功。在蔣介石的百般安撫下，韓復榘最終沒有下野，也沒有上山落草。
7月31日，津浦線開始反攻，韓復榘的處境終於開始好轉。8月3日，李韞珩師在青島登陸，韓復榘即配合其對濟南進行反攻。8月8日，韓軍與晉軍展開激戰；8月10日，晉軍全線潰退，韓復榘親赴前線督戰，進駐濰縣，命所部乘勝追擊。8月21日，蔣介石親抵濟南，任命韓復榘為北路軍總指揮，此後，兩軍在黃河兩岸對峙。9月18日，東北張學良通電擁蔣，派兵入關，晉軍、馮軍等反蔣軍全線崩潰，韓復榘得以進駐黃河以北。最終，中原大戰以蔣介石的勝利而告終。
由於韓復榘在中原大戰中，力求保存實力，不盡力作戰，東撤後還流露通電下野或上山為匪的意願，加上他與馮玉祥藕斷絲連，蔣介石一度不想令韓復榘占據山東，但因有言在先，曾將山東許給韓復榘，最終，於9月5日不情願地任命韓復榘為山東省政府主席。自此，韓復榘開始了對山東省長達七年的統治。