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鲁南战场上双方战力用尽，战局暂时不会发生大的战事，李伯阳得以腾出手从军直属部队抽调4个团的兵力组成独立纵队，由新一师参谋长吴旭做独立纵队司令，从菏泽出兵，经考城县直取开封，截断奉军在河南的退路，全纵队由三个步兵团、一个骑兵团及一个炮兵营组成，兵员一万七千人，可谓兵强马壮，论起实力顶得住北洋军的两个师。
从菏泽到开封一马平川，为提升军队行军速度，李伯阳特意斥巨资从皖北、苏北购进大批的骡马，直接将纵队进行骡马化，保证昼夜强行军可达上百里，足以打奉军一个措手不及。
为躲避张宗昌白俄飞机侦查，吴旭纵队从夜里出发，至第二日上午十一点，连续行军十六个小时，疾行一百五十里，先头部队的骑兵团突然袭击考城县，城内驻扎着奉军一个营的部队，基本没有抵抗就被骑兵团消灭，甚至来不及给开封通风报信。
吴旭挥军进驻考城县，休息半日，在考城县留下一个连的士兵，继续行军，于次日破晓攻下陇海线的战略要地兰封县，与守在兰封的奉军一个团交战数个小时，守军被消灭过半，残军退往开封，由此新一军独立纵队的番号骤然亮相。
这时候武汉北伐军与奉军在豫中南展开激战，先后赢得西平、上蔡等战役，战线推进到临颍一线。奉军一败又败，为扭转战局，入豫奉军在临颍一带集中了奉军主力，计有第十军3个步兵旅，2个炮兵团；第十七军6个步兵旅，1个骑兵旅；第八军2个步兵旅，另有飞机队、坦克队，总共七万人的兵力，张学良亲赴指挥。
张学良奔赴临颍的时候，奉军上下士气不振，将领斗志全无，吵嚷着要撤退，张学良深知临颍之战关乎奉军胜败，只有取胜才能腾出手来讨伐冯玉祥，进而稳固半壁江山，否则不仅入豫的奉军有全军覆灭的危险，更会影响整个安国军，河南大败，山东河北也就危如累卵，进而只有退回关中一条路可走，实在是危急存亡之秋。
张学良来到临颍做的第一件事就是全军营连以上军官开大会，在上千军官面前，他这个总指挥只能使出苦情戏了，对着满地的军官痛哭誓师，恳求道：“今日汉卿来，是与兄弟们同生共死来了！北伐军没什么可怕的，都是爹生娘养两只手，他们大多士兵都是从赵恒惕、吴佩孚、孙传芳的手里俘虏过来了，咱们奉军并非没有交过手。
现在的问题是，军官们的士气提不上来，怎么要求下面的弟兄卖命打仗。我听张啸坤说，北伐军的军官打仗喊得是：弟兄们跟我上！咱们的军官喊的是：弟兄们给我上！一字之差，士兵打仗的积极性就不能调动起来，我希望大家能起带头作用，打赢了临颍这场仗，我绝不吝啬奖赏！”
对底层军官说完软话，张学良对高级将领就没那么客气了，疾言厉色的下达一系列命令，先是撤换在上蔡作战不利的第十一军军长赵恩臻，而后令军法队抓出失守擅退的第四十六旅旅长等4名团以上军官，公开处决，以儆效尤，军队士气顿时一振。
张学良雷厉风行的整顿军队士气之后，在作战上有了新的部署，他命令部队在城东挖了一条长20余里的战壕，企图死守。
28日，北伐军进抵临颍，对临颍城东、南、北三个方向展开攻势，一时间枪炮大作，双方拼命争夺，战斗尤为激烈，奉军以飞机、坦克重炮助阵，北伐军伤亡尤其惨重，全凭一股血勇硬捍拥有火力优势的奉军。各处阵地几经易手，张学良在后督战，奉军爆发出了最大的战力，北伐军则团长带头冲锋，激励士兵发动狂风暴雨的猛攻，大战一天十多个小时，枪炮声未曾有一秒停歇，临颍上空被灰色的硝烟所蒙蔽，天昏地暗。
仗打到这个地步就看谁能坚持到最后，武汉北伐军将所有的预备队都压上，而奉军也将河南的主力集结在临颍，堪称牵动中国的大决战。
奉军的主力都在临颍，突然而至的吴旭独立纵队仿入无人之境，开封警备司令是张学良的心腹部将何柱国，手里握着一旅兵力，企图死守。双方在开封城外交战，优势兵力的独立纵队一战便击败了何柱国的第三十七旅，何柱国狼狈的撤向郑州，独立纵队一面追击，一面不客气的将奉军遗留的大批辎重收入囊中。
开封失陷的消息传回临颍，张学良如遭雷击，后路被截断，他已经没有取胜的信心，于当晚下达总退却令，调集陇海线所能调集的所有军列，星夜放弃临颍撤退。
奉军这一退，兵败如山倒，数万大军编制混乱的向北逃窜，张学良更是惶然，眼下只有郑州一条退路了，如果郑州丢失，这数万奉军就死无葬身之地了，苦于无计，他只好给北京拍了一份绝电，表示退无可退，将在河南和北伐军决一死战，不坠奉军的威名。
北京就任安国军大元帅的张作霖大惊失色，且不说数万精锐丧送在河南是他损失不起的，更重要的是他的宝贝儿子张学良也陷身河南，战场之上子弹可不长眼，他顿时心急如焚，一面令黄河以北的奉军集结渡河，一面派专机去接张学良。
可惜这个时候张学良已经没有机会了，郑州于奉军从临颍撤军的第二天宣告失守，并非是何柱国贪生怕死，擅自撤退，而是冯玉祥十数万的西北军从洛阳杀到，而且吴旭纵队的也逼近郑州外围，死守下去只有城破人亡一条路，他被迫撤至黄河北岸，至此奉军后路断绝。
本来只是偏师打算的吴旭纵队骤然立下奇功，长策三百公里进抵郑州，与冯玉祥的西北军胜利会师，至于武汉北伐军还被奉军堵截在新郑一带。
这无疑又是功劳一件，南京国民政府控制下的报纸大肆宣扬河南大捷，抬高南京国民政府北伐声势，反倒是正面作战的武汉北伐军成了配角，让唐生智、张发奎气急败坏，可又无可奈何。
此时整个河南四分天下，黄河以北的豫北由奉军占据，豫西由西北军占领，豫南由武汉北伐占领，豫东由新一军占领，甚至陈调元也不甘示弱，派出一旅的兵力进抵商丘县，分一杯羹，至于张学良的奉军，则被三面大军压缩在新郑、朱仙镇一线，进退不得。
有感吴旭纵队兵力较薄弱，而冯玉祥又是支持武汉方面，李伯阳十分不放心，慎重考虑之后，暂时放弃鲁南取得的战果，全军退撤在徐州、虞城、民权一线，与此同时刘稳率领芜湖而来的上万兵力抵达徐州，极大增强了新一军的兵力，李伯阳后顾无忧，留罗群、刘稳坐镇徐州，他率领88旅，及89旅由陇海线开赴郑州，赢得坐地分赃的话语权。