蒋介石此次“北伐”的军事部署是：以蒋介石为统帅的第一集团军作为主力，沿津浦线北进，循泰安、济南、沧州而直逼天津，以冯玉祥为总司令的第二集团军则任京汉路以东、津浦路以西地区的攻击任务，自新乡向彰德、大名、顺德一带北上，右与第一集团军、左与第四集团军联系，会攻京、津；以李宗仁为总司令的第四集团军则循京汉路，经郑州、新乡，向正定、望都一带集中，直捣保定和北京；以阎锡山为总司令的第三集团军则自正太路，出娘子关，截断京汉线，北上与第四集团军会师北京。
张作霖面对四个集团军齐头并进的“北伐”态势，遂决定东线以张宗昌的直鲁军与孙传芳所部据守津浦线，阻截第一集团军北进。同时，他利用冯玉祥和阎锡山在历史上的矛盾，决定奉军主力后撤，以缩短战线，并以保定为轴心，向西线集中，拟乘李宗仁的第四集团军尚未到达正定时，一举将跃出娘子关的阎锡山的第三集团军包围歼灭，然后回师截击其他各路“北伐”大军，以达其各个击破的战略目的。
与张作霖部署围歼阎锡山的第三集团军的同时，蒋介石与冯玉祥下达了攻击直鲁军的作战命令。战端一开，有“狗肉将军”之称的张宗昌闻风丧胆，遂于四月十二日下令直鲁军总退却。第一集团军几乎不战而进军到郑城。但是，孙传芳残部还有些战斗力，从左翼一举攻破第一集团军的阵线，打得蒋氏所部惊慌失措。冯玉祥闻讯命孙良诚的骑兵包抄孙军后路，解除了第一集团军的危机。四月二十二日，蒋、冯两大集团军在泰安会师。旋即合兵北指济南，造成兵临城下之势。济南守军大乱，弃城溃逃。五月一日，蒋记第一集团军刘峙、陈调元、顾祝同等部进入济南城。
五月一日夜，蒋介石率总司令部到达济南城，在旧督署设立总部。