在蔣光頭的拉攏下，張少帥已有助蔣之心，但當時戰場形勢未明，不願過早表態。當時閻錫山和馮玉祥曾任命張少帥為華夏軍副總司令，但張少帥沒有就職。他一直在觀察戰事的發展，等待戰爭的結果，等待南京方麵更優惠的條件。而反蔣一方的代表則一直得不到張少帥的任何回應。
到8月份的時候，財源豐富的蔣光頭在裝備給養方麵的優勢漸漸發揮出來，戰場形勢逐漸向蔣光頭一方傾斜。張少帥知道表態的時機成熟了，如果等蔣光頭打敗了閻錫山和馮玉祥之後表態，價值不大，蔣光頭也不會看重，最佳的時機就是在將勝未勝之機，既能表明自己的政治態度，又能出來收拾殘局，抬高自己的身價。於是他向吳鐵城和張群說，等蔣光頭拿下濟南，他就出兵華北，進攻閻錫山的背後。
濟南城防守嚴密，張少帥擔心東北軍入關後，如果攻打濟南就會發生重大傷亡。所以他要蔣光頭先拿下濟南，為東北軍入關占領濟南創造條件。其用心吳鐵城、張群當然心中明白。他們立即發電給蔣光頭，將情況彙報後，蔣光頭不假思索，立馬下令蔣光鼐部、蔡廷鍇部向濟南發起猛攻。閻錫山部潰不成軍，連連後撤。8月15日，ZY軍一舉占領濟南。
9月13日，蔣夫人見張少帥遲遲還不入關，要蔣光頭迅速以國民ZF名義撥給東北軍入關開拔費2，400萬元。9月17日，張少帥對《大公報》發表談話，表示：“現在民困已達極點，北方尤不宜再受兵禍，故餘已不能不被迫而出於幹涉，唯餘之意，幹涉非用武力耳。”9月18日，張少帥發表通電，要求參戰各方立即停止戰爭，他要求閻錫山和馮玉祥的部隊聽候ZY處置。同日，東北軍開始入關“武裝調停”，大批軍隊坐火車風馳電掣般進關，千軍萬馬大有氣吞山河之勢。西北軍把東北軍比做“東北虎”，聽說“東北虎”進關，一槍不放向西撤退。反蔣派的軍事路線全麵崩潰。東北軍不費一槍一彈，占領了河北、山東，主力直*娘子關。張少帥進北京後得意地對人說：“我從未打過一槍不放的大勝仗。”
蔣光頭乘勝追擊。11月4日，閻錫山和馮玉祥聯名發表通電，宣布“即日釋權歸田”。南京ZF答應給他們路費，想讓他們出洋。但他們卻都留在國內，閻錫山去了大連，馮玉祥則隱居山西鄉下。曆時半年的中原大戰終於以蔣光頭的全麵勝利而告終。
張少帥的最終助陣是蔣光頭獲勝的決定性因素之一，於是蔣光頭不僅和張少帥兄弟相稱，也讓蔣夫人和張少帥夫人於鳳至更加深感情聯係。不久，張少帥和夫人於鳳至來到南京，拜見蔣光頭夫婦。蔣光頭和蔣夫人天天宴請他倆，蔣夫人與於鳳至拜了幹姐妹。隨後，蔣夫人、宋靄齡還拉著於鳳至到上海玩，並拜宋母倪桂珍為幹娘。
蔣光頭在這次大戰中能取勝，宋子文的財政支持也是一個重要因素，他在上海發行了大批公債，又從江浙財閥和官僚買辦那裏籌集了大量款項給蔣光頭做軍費。
當時還有一個所謂“夫人兵團”。蔣光頭夫人蔣夫人、馮玉祥夫人李德全、李宗仁夫人郭德潔、汪精衛夫人陳璧君、韓複榘二夫人紀甘青、吳鐵成夫人楊慧珍、張少帥夫人於鳳至等，都在這場戰爭中發揮著作用。而蔣夫人幫蔣光頭爭取了韓複榘的支持，劉茂恩的倒戈，還有張少帥的最終支持，所起的作用在這個“夫人兵團”中無疑是最大的。