1930年5月至10月的中原大戰，是民國曆史上最大規模的一次軍閥混戰，執政南京國民政府的蔣介石與閻錫山、馮玉祥、李宗仁等反蔣派投入總計上百萬兵力，戰場波及河南、山東、安徽等多個省份。最終，由於張學良率領東北軍主力出關助蔣，反蔣各派一敗塗地，昔日實力強悍的西北軍土崩瓦解；閻錫山的晉綏軍和李宗仁的桂軍則分別縮回了山西和廣西老巢，緊守門戶、苟延殘喘。
張學良推薦傅作義執掌晉綏兩省
戰後，張學良由於出關助戰的大功，被委以重任，負責黃河以北各省的軍政事務及部隊的編遣。而作為中原大戰的始作俑者，以“中華民國陸海空軍總司令”身份擔任反蔣聯軍首領的閻錫山則被逼下野、遠走大連。閻錫山走後，山西黨政各界及晉綏軍部隊群龍無首，蔣介石要求張學良儘快挑選一能臣幹吏出任山西省主席，執掌全省黨政軍大權，以免閻錫山東山再起。
很快，張學良推薦的人選就出爐了，不過令大家想不到的是，此人竟然是晉綏軍第3集團軍第10軍軍長傅作義。傅氏雖然是閻錫山麾下少有的一員悍將，在中原大戰期間一度率部攻佔山東省會濟南，但他畢竟是近幾年剛剛崛起的新人，5年前還僅僅是個團長，無論資歷和威望都無法與趙戴文、楊愛源等晉綏軍老人相比。那麼，少帥張學良為何一眼就看中了傅作義呢？
傅作義偷襲涿州得手，取得晉綏軍北伐唯一戰果
1927年6月，隨著全國革命形勢的不斷高漲，北伐軍在前線節節勝利，明眼人都能看出北洋軍閥的覆滅就在眼前。一貫善於見風使舵的閻錫山立即下令：山西改五色旗為青天白日滿地紅旗，接受南京國民政府領導；閻本人自任北方國民革命軍總司令，將部隊改編為國民革命軍第三集團軍，積極響應北伐。
1927年10月，閻錫山兵發五路，征討盤踞京平津地區的張作霖奉軍。傅作義當時被安排在左路軍擔任第4師師長，其率領部隊孤軍深入，利用奉軍換防的機會一舉攻佔北京南面僅百餘公里的涿州城。可惜，其他各路晉綏軍無一例外慘遭敗績，全部退回山西，奉軍甚至一路追擊，進入山西北部地區，威脅晉北重鎮大同。
傅作義死守涿州，多次擊退張學良精銳大軍進攻
如此一來，傅作義部就成了留在北京附近的一支孤軍，周邊數百里內再無一兵一卒支援。而涿州乃南北大動脈京漢鐵路的咽喉，是北京在南面的重要屏障，戰略地位十分重要。因此，奉系首領、“安國軍”大元帥張作霖命令部下要拼死奪回，並立刻組成反攻涿州總指揮部，由少帥張學良親自擔任總指揮，從奉軍中最精銳的第3、4軍團抽調2個師、1個炮兵旅共計3萬多人，全力猛攻。
儘管傅作義麾下不足萬人，但面對奉軍連續發動的7次總攻，始終屹立不動。奉軍不得不多次增兵，使圍城總兵力增至近7萬人，並調集了飛機、大炮、坦克及化學武器，晝夜不停地發動攻勢。同時，奉軍中的一些高級軍官，利用在保定陸軍軍官學校與傅作義的同窗情誼，派人送信至城內勸降，傅一律置之不理。後來，張作霖親自派高級參謀、傅作義的老師、原保定軍校戰術教官於國翰，進城勸降。傅不卑不亢地回答說:老師教授我們的戰術中，可惜 沒有投降這一門，因此不敢從命。
涿州一戰，傅作義獲得全國讚譽，也被張學良器重
不過，由於晉綏軍各部已經全部敗退山西，涿州作為孤懸於奉軍包圍中的唯一據點，繼續堅守已經沒有任何意義。加上圍城日久，涿州老百姓衣食無著，傅作義實在不忍再讓百姓受苦、也不忍部下再做無謂的犧牲，決定隻身出城談判。恰好此時，閻錫山在各界的勸和聲中，也授意傅作義與奉軍休戰。於是傅作義與張學良約定：
這次同奉軍議和，不是投降；戰鬥結束後，我部改編為國防軍;涿州百姓因奉軍攻城而造成的死傷及財產受到損失的，必予撫卹和賠償。涿州一戰，創造了中外守城史的奇蹟，傅作義將軍更是把他的堅韌毅力和抗爭精神發揮到了極致，並憑藉愛惜部下和涿州軍民的義舉而得到了全國上下普遍讚譽。張學良作為涿州攻城戰的總指揮，全程目睹了傅作義的精彩表現，對其軍事才能和犧牲精神更是非常欽佩。戰後，張作霖曾要槍斃傅作義，也正是經張學良說情，才得以保全。
不過此番張學良推薦傅作義出任山西省主席，傅氏卻並未領情，堅辭不受，也可能是考慮到自己威望和資歷不夠的緣故。最終，張學良無奈改推舉第32軍軍長商震擔任山西省主席，而派傅作義擔任綏遠省主席，從此開始脫離山西，在綏遠河套地區獨立發展。
