讨蒋联军的组织系统和作战方略是：
（1）阎锡山任中华民国陆海空军总司令，冯玉祥、李宗仁为副总司令，以刘骥为总参谋长；
（2）桂军为第一方面军，由李宗仁统率，出兵湖南，进趋武汉；
（3）西北军以第二方面军，由冯玉祥统率，担任河南省境内陇海、平汉两路作战任务，分向徐州、武汉进攻；
（4）晋军为第三方面军，由阎锡山统率，担任山东省境内津浦、胶济两路作战任务，与第二方面军会攻徐州，然后沿津浦线南进，直捣南京；
（5）石友三为第四方面军，以主力进攻济宁、兖州，以一部协同第三方面军会攻济南；
（6）内定张学良为陆海空军副总司令（并拟定东北军为第五方面军），积极争取共同讨蒋。内定四川的刘文辉为第六方面军，湖南的何键为第七方面军。为了鼓励非直属部队的将领，任命石友三为山东省主席，万选才为河南省主席，孙殿英为安徽省主席。在这以后，又加派樊钟秀为第八方面军总司令。
冯玉祥于三月十日由山西回到潼关。十三日接到吴稚晖由南京发来的电报，劝冯屏弃干戈，以坚苦卓绝之精神努力建设，成功必不在禹下，云云。冯即亲拟复电，其原文是：“顷接先生元电，回环读之，不觉哑然失笑。假如玉祥不自度量，复先生一电，文曰：‘革命六十年的老少年吴稚晖先生，不言党了，不言革命了，亦不言真理是非了，苍髯老贼，皓首匹夫，变节为一人之走狗，立志不问民众之痛苦，如此行为，死后何面目见先总理于地下乎？’等语，岂不太不好看乎？请先生谅之。”这个电报虽以游戏笔墨出之，却表明了与蒋介石彻底决裂、毫不妥协的态度。
三月下旬，冯在潼关组成了陆海空军副总司令部，以张维玺部为第一部，由陕南出荆紫关，经内乡、鲁山进出平汉线；以孙良诚部为第二路，庞炳勋部为第三路，由陇海路进出郑州；以宋哲元部为第四路，孙连仲部为第五路，分别由陕西、甘肃、宁夏、青海陆续向河南进发；以万选才部为第六路，沿陇海线向开封、归德前进；将各部骑兵集中编为骑兵集团军，由郑大章指挥进出豫东、皖北，配合步兵作战；以刘郁芬为后方总司令（以后又兼代陕西省主席），负责陕、甘、宁、青一切后方事宜。这时，西北军的兵力共有二十六万余人，冯决计全部动员开赴前线，以便联合各方力量，对蒋介石集团进行一次破釜沉舟的决战。
四月一日，冯在潼关就陆海空军副总司令职（阎锡山同日在太原就总司令职），任鹿钟麟为前敌总司令，进驻郑州部署前方军事，随令各路大军陆续东下。先是河南省主席韩复榘看到冯玉祥发动讨蒋，河南势将首当其冲，他既不愿也不敢对冯军作战，又不愿附冯打蒋，乃向蒋介石请求率部开往山东境内抵御晋军，蒋从其请，韩即于三月下旬率部东撤（东撤时，他的骑兵师张德顺部乘机回到西北军），故西北军得以兵不血刃，顺利地占领了洛阳、郑州等重要城市，万选才部乘势东进，旋即占领开封、归德，万即接任河南主席。四月中旬，冯军第一、二、三各路分别进至平汉路以西之淅川、内乡、叶县一带及陇海路西段之洛阳、郑州一带。晋军孙楚、杨效欧、关福安各部及大部炮兵，由徐永昌、杨爱源指挥经郑州转往豫东兰封一带。驻骥南、豫东和皖北的石友三、刘春荣、万选才、刘茂恩和孙殿英等部均归其指挥。在津浦线方面的晋军，由傅作义、张荫梧分任指挥，进出德州、济南。
这时，蒋军方面的部署是：以韩复榘为第一军团总指挥，拒守黄河南岸，以阻津浦路晋军南下；刘峙为第二军团总指挥，分防徐州、砀山、宿县；何成浚为第三军团总指挥，分防平汉路许昌以南各地；陈调元为总预备军团总指挥，与马鸿逵部布防于鲁西济宁、曹州，拒止石友三部。此外，并以杨虎城部警备南阳一带，范石生部警备襄樊一带。五月一日，阎锡山、冯玉祥会于新乡，三日同车到达郑州。阎、冯会谈结果，一致认为当前形势十分有利：桂系的李、白对讨蒋军事已准备就绪，即将开始行动；东北的张学良，虽然暂时不能出兵，但已允为弹药之助；汪精卫复电表示同意合作，共举大事；各友军均愿戮力同心，反蒋到底。从总的形势看，时机已经成熟，应即积极准备进攻。他们对此次大举讨蒋信心很强。阎到郑州的第二天，即在郑州之碧沙岗烈士祠召开军事会议，对整个作战方略又作了进一步的研究和具体的部署：以徐州、武汉为第一期作战目标，分由津浦、陇海、平汉三路进攻。津浦路由第三方面军担任，以徐州为目标采取攻势；陇海、平汉两路，因第二方面军由西北东调，集中需时，暂时采取攻势防御。陇海线以第三方面军为主力，孙殿英、万选才、刘茂恩、刘春荣等部及石友三之一部均归第三方面军前敌总指挥徐永昌直接指挥调遣；平汉线以第二方面军为主力，由樊钟秀部配合作战。在平汉路以东，陇海路以南的三角地带，设防于兰封、杞县、扶沟、许昌之线。以第二方面军第四、五两路军约十万兵力为机动预备队，控制在通许、尉氏、郑州、洛阳等处，以策应各方。蒋军主力如进攻津浦线，这支军队即长驱蚌埠，以威胁蒋军后路；如蒋军主力由平汉线进攻，这支军队即转向武胜关，策应两路正面部队，以转移攻势。计议既定，阎即加委鹿钟麟为二、三方面军前敌总司令，徐永昌为副总司令，以便统一。
