1926年夏，阎锡山参与了直奉联军的所谓“讨赤”之役，与冯玉祥的国民军在晋北作战。国民军在几方夹击下，被迫撤至绥远五原地区。阎部乘势出击，将地盘扩大到了绥远地区。随着地盘的扩大，阎锡山更加注重培植军事干部，加强实力。是年10月，阎锡山将“学兵团”改为“山西军官学校”，正式打出了军官学校的牌子，使其名实相符。
山西军官学校，系在原学兵团的基础上改编而成，原学兵团团长荣鸿胪任校长。校内科目，除原有步兵外，又增设骑、炮、工等科，计有四科。科下设队，将原学兵团第2、3期学兵，编为步兵两个队，骑、炮、工兵各一队，专授军事术科，规定二年毕业，毕业后充任部队中下级军官。同时，在校内又附设了炮兵速成班，召集现任炮兵部队中之排长及中、下士等共300余人，编为3个队，授以炮兵初级干部应具备之炮兵学术知识，培养了一批专业炮兵干部。晋军以炮兵实力强大著称，与此不无关系。因为阎锡山扩大军事教育规模心急，一些必备的办学物质条件和师资都不足。军校成立伊始，设备简陋，除步兵科器材尚敷使用外，骑、炮科之驴马、大炮等，均不敷教练应用，当时有人讥之谓“骑科没马，炮科没炮，工科又没架桥材料”。军事学科以基层军官任教，在战略战术理论养成方面亦有很大不足。
1927年6月，阎锡山正式悬挂*，就任“北方国民革命军总司令”，参加北伐。遂将“山西军官学校”改称“北方军官学校”。原山西军官学校学生，一律改为北方军官学校第一期生。同时扩大招收新生一千五六百名，并保持原步、骑、炮、工四科不动。北方军官学校到1930年停办时，共毕业学生三期。
“学兵团自1919创办至1930年冬季北方军官学校第三期学生毕业时止，前后经过十二年的历史，由校长荣鸿胪一手经办，培训出了一批约有六千余名为阎锡山效命的工具，在中原混战中，已有不少学兵团毕业生升任了晋绥军中之高级将领，如于镇河、刘召棠、马良等均曾任师、旅长等职，其他中、下级军官分布在晋绥军中比比皆是”。
4、晋绥军官教导团
“军官教导团”系收容编余军官和轮训在职军官的一个机构，成立于1926年。其时晋绥军与冯玉祥的国民军作战已毕，阎锡山为了整顿扩编部队，委派张荫梧为团长，楚溪春为教育长，成立了“晋绥军官教导团”，对编余军官进行整训。以后每战过后，即由教导团对参战部队进行整顿。 。。
二、宣称“保境安民” 培植军事干部（3）
中原大战之后，晋军编制大大削减，编余的两千余名中下级军官均集中于教导团内进行整训。但因其时阎锡山避走大连，无人震慑，团内管理混乱，没有结果。阎锡山复出后，于1933年秋季，对教导团进行整顿，将其中400余名军官编成“军官屯垦队”，遣往绥西五原地区屯垦，同时资遣一部。另将400余名编为四个军官大队，继续整训。“经过二年整训后，阎锡山感到陕西红军力量日渐扩大，为了防止共产主义影响波及到山西境内，1935年秋季，将全省划为十二个‘防共保卫区’，以教导团训练之军官为骨干，又从部队中抽调了一批中、下士，组成了十二个防共保卫团，召集各县十八岁至二十五岁之青年，轮充受军事训练三个月，实行阎锡山所说的‘枪杆子以防共’的办法，教导团的军官队从此就结束了。”
阎锡山在创办军事学校，培植军事干部，增强实力的同时，还在山西举办过各种专门学校，计有“山西陆军辎重教练所”、“山西航空学校”、“第三集团军骑兵教练所”等。
“山西陆军辎重教练所”创办于1925年，主要培养军队中从事后勤之人员。教练所以督军署参谋长朱绶光兼任所长，以宁钊为教育长。招收高小毕业生及部队中具有同等学历的士兵为学员，进行训练，学期两年。所内所授科目有，步兵典范令、辎重勤务、兵站业务以及战术、筑城、地形、兵器、马学、卫生等简要教程。共招收学员两期，1929年第二期学员毕业后即行停办。
“山西航空学校”大约创办于1926年，拟为晋绥军培养航空人才。是年阎锡山接受欧亚洋行法商之建议，以留法之杨如圭为校长，创办“山西航空预备学校”。学员有军官教导团保送而来者；有从山西军官学校挑选而来者；有从社会上招收之中学毕业者，共计60名。校内主要讲授：航空学、无线电学、气象学、测绘学、照相学，以及飞机原理等课程。学校成立时，山西仅有英国造爱佛罗教练机两架，德国造容克运输机一架，又新从法国运回海陆两用飞机两架。学校成立后，又从英国购回毛斯教练机六架。1928年，二次北伐时，只经过一年多训练的“航空预备学校”学员即参加了战斗，担任侦察轰炸任务。次年春，学校正式称为“山西航空学校”，对学员进一步施行高级飞行训练。学校实行淘汰制，到1929年冬，第一期毕业时，原招之60名学员，仅剩32名。第一期学员毕业后，学校即行停办。毕业生全部编入航空大队，随即参加了中原大战。
“第三集团军骑兵教练所”成立于1928年10月1日，主要培养骑兵高级干部。二次北伐胜利之后，阎锡山在领有晋、冀、察、绥四省的同时，收编了这些省区的一批骑兵队伍。这些队伍都是利用“北伐”的机会，招收当地土匪骑兵扩充成军，素质不良，纪律极坏。这些地方骑兵是谁来就拥护谁，只知要粮要饷，不服从调动。阎锡山将这些杂牌骑兵队伍收编，成立骑兵军后，遂听从其骑兵司令赵承绶之建议，在骑兵司令部驻地大同创办“第三集团军骑兵教练所”，以真正掌握这支骑兵队伍，培养基层干部。骑兵教练所之学员分为军官、军士两个队，分别来自赵承绶原辖之步一团和骑兵队伍中选拔的青年军官与兵士。讲授科目，军官队：学科为简要骑兵教程和骑兵典范令，术科为马术和野战教练；军士队：学科为骑兵典范令，术科与军官队同。骑兵教练所两个大队共招收学员320余名，学期不足一年。第一期学员1929年6月间毕业后，即行停办。“毕业后，军官队学员分配到各骑兵团充任准尉特务长，少、中、上尉排长及少校连长等干部；军士队学员少数分配到各骑兵连充任准尉特务长，少、中尉排长，多数任骑兵连的上、中、下士等基层干部，分配不出去的，暂在各师、团、连内充当见习或侯差员。” 阎锡山通过赵承绶，利用骑兵教练所培养的这一批基层干部，从内部控制了关系复杂的骑兵队伍，对其实行了成功的改造，使其成为晋绥军之中坚。
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二、宣称“保境安民” 联段、联冯与出兵石家庄（1）
第一次直奉战争结束后，直系以武力自恃，把持*，目空一切。曹锟贿选总统，国人共愤；吴佩孚高唱“武力统一”，受到各军阀势力之抵制。在第一次直奉战争中受到直系严重打击之奉张，遂利用此有利形势，响应孙中山之讨曹宣言，与孙中山先生及皖段结为“反直三角同盟”，共同对付曹、吴。
1924年9月3日，皖系浙督卢永祥与直系苏督齐燮元为争夺上海地盘，爆发了“江浙战争”，揭开了第二次直奉战争的序幕。迷恋于武力统一的吴佩孚，企图以孙传芳从福建进攻广东，并以陈炯明作内应，推倒孙中山革命政府；以齐燮元夺取浙江，消灭卢永祥；自己则秣马厉兵直接对付张作霖。这时，齐燮元、卢永祥之间的矛盾已十分尖锐。卢不但据有浙江，而且控制着上海（卢的部属何丰林继卢之后任淞沪护军使）。齐身为江苏督军兼苏皖赣巡阅使，久想夺取上海，但始终未能如愿。借此机会，苏军首先发难，向浙军发起进攻。战争爆发后，北京政府下令讨卢，孙中山下令*曹、吴，张作霖、段祺瑞通电援卢。随即张于战争爆发后的第二天，以援卢为由，派兵入关，向直系宣战。9月中旬，孙传芳军越过仙霞岭进入浙江，卢永祥不得不放弃浙江转赴上海。趁此直军新胜，17日，吴佩孚由洛阳赶赴北京，组织“讨逆军”，自任总司令。第二次直奉战争由此爆发。
第二次直奉战争双方共投入兵力50余万，以山海关等地为主战场，展开激战，堪称北洋军阀混战史上规模最大、战斗最激烈者。奉军将领张学良、郭松龄等部奋力作战，吴佩孚也亲自赶赴滦州督战。正当前线酣战，交战双方相持不下之时，10月23日，受孙中山先生《建国大纲》影响的直军将领冯玉祥乘北京空虚，倒戈回师，发动了北京政变，囚禁了曹锟。次日，冯玉祥迫令曹锟下令停战、免去吴佩孚本兼各职。吴佩孚腹背受敌，陷入困境。10月底11月初，奉军大败直军，占领山海关、秦皇岛、唐山等地。冯军（冯玉祥于政变后，组织*国民军，自任总司令兼第一军军长，胡景翼、孙岳分任第二、三军军长）亦在杨村、北仓一带打败吴军。11月2日，曹锟辞职；3日，吴佩孚率领残部两千余人南下。第二次直奉战争以吴军主力基本被歼而告结束。
第二次直奉战争爆发之初，阎锡山表面上仍取观望态度，“于纷乱之中，持保境安民，促缩短战期。不发权利之言，不发夸大之言，不发强硬之言，不发一偏之言。并提倡公平内政，均善外交；改造须本国情，不可偏趋时潮。” 但实际上已经倾向于附段联孙倒直。据南桂馨回忆：
“在三角联盟与新直系对峙及布置之际，孙中山使张继以私人名义，函达阎锡山、赵戴文及南桂馨，大意以同盟会的旧关系，要求晋方协助，使孙中山北伐得到成功。而段方亦派温寿泉回晋联阎倒曹。阎锡山感到京保两派的骄横诡谲，自己受到压迫，实所不甘，已决定附段，于是对张继所请，乐得顺水推舟，慨允如命。但阎不出名回复张，而以赵、南两人名义各复一信。赵函大意：孙先生此次参加北伐，同志无不欢欣，自当尽力相助。南函大意：协助孙先生北伐，乃是北方同志的素愿。山西数年来保境安民，励精图治，模范省之名，中外皆知。而在广东同志，优容反晋分子，疏远起义的旧同志，未免使晋方同志有所寒心等语。两函均阎亲拟，令其秘书缮发，交由张继来使带回。”
二、宣称“保境安民” 联段、联冯与出兵石家庄（2）
尽管如此，战初阎锡山仍不动声色，以表面文章，对双方均虚与应付，并不贸然采取反直行动。
9月21日，直系的苏督齐燮元来电商借子弹百万粒，被阎锡山托词婉拒。
直至10月23日，冯玉祥发动反直的北京政变时，因大局尚不明朗，阎仍仅以“礼让为国”、“化干戈为玉帛”等词为周旋，不作明确表态。
北京政变后，阎锡山本着“认清对面，才能与对面处，了解了周围，才能在中间站”的一贯行事准则，一面暂取中立的姿态，不得罪任何一方，一面暗派台寿铭、田应璜、梁航标，分别到皖、奉、直各方探听情况。台寿铭到京、津后，利用自己与段祺瑞、冯玉祥均是安徽同乡的关系，很快与段、冯取得联系，并了解到段将出山主持国政和冯发动“北京政变”的背景。阎锡山估计到直系军阀要失败，又认为段祺瑞出山对自己大为有利，才在10月下旬决计公开联冯、拥段，出兵石家庄参加倒直军事。
据南桂馨回忆，关于出兵石家庄，阎锡山与段祺瑞有约在先。南说，温寿泉受段之托回晋联系倒曹时，“段对阎的具体要求是出兵石家庄，截堵吴佩孚所部，不使通过石家庄。阎虑兵力单薄，犹豫未定。迄直奉开战前夕，吴佩孚在四照堂点兵后，发表各路出兵番号，阎知洛阳留守部队不多，后继无力，乃允段的要求，始由温寿泉回京复段照办”。
于是当10月26日冯玉祥电请阎“速派劲旅驻扎石庄，以资堵击南来之反对军，则和议可告速成，同力合作，国事攸赖”时，阎便欣然以“敝处军队已自有日起陆续开赴石家庄，惜正太路轨窄车小，全部急切，尚未能悉数到达耳”复之。 并于11月1日正式向石家庄出兵（《阎锡山评传》载出兵时间为10月28日），截断京汉铁路交通，阻止直系援军北上。
出兵石家庄，是晋军自1917年入湘作战失利之后，首次出省作战。它标志着阎锡山几年来一直为之标榜的“保境安民”，晋军不出省一步“宗旨”的终结。
出兵石家庄，是阎锡山经过反复权衡才做出的决定，故而尤其予以重视。最先，以第3混成旅旅长孔繁蔚为总指挥，“所率部队有：第三旅黄金桂部，第四旅谢濂部，第五旅刘树藩部，第七旅龚凤山部共六、七千人（为虚声势，称团为旅）。孔繁蔚到石家庄没有多久，阎锡山怕他威信不足，又改派晋南镇守使张培梅以山西左翼军总司令前往指挥。”
关于出兵石家庄的作战原则，阎锡山在给总指挥张培梅的电文中作了如下规定，“不准我军先开仗，是此次本军之宗旨，已与各方宣布。且本督军现正与各方周旋和议，我军若攻入，则我计穷矣。” 以此为宗旨，阎锡山暗示张培梅，“只可吸取增灶故智，虚张声势使敌望而生畏，不敢北越雷池，即足以应付段方；损兵折将，虽胜不取。”
晋军到达石家庄后，分别布防于定县以南，京汉路沿线附近地区。首先于10月29日在石家庄以南袭击了北上增援的湖北直系军队，并解除了这部直军的武装。紧接着又于11月1日解除了从河南北上增援的一部分直系军队的武装。
开入石家庄前线后，一些部属对总指挥军令有所不从，号令难以统一。总指挥张培梅历来治军严厉，为整肃军纪，决定杀人立威，遂以指挥不力和谎报军情为由，动用军法，将龚凤山、刘树藩两旅长枭首示众。龚、刘皆系晋军中之不学无术之辈，平时多得阎之娇宠。部队到达石家庄时，正值隆冬。张培梅及其卫队均露营野宿，并命龚、刘两部官兵，也下车露营，同时在铁路附近布置阵地，挖掘壕沟，以备应战。龚、刘却对张之命令置之不�