年11月，第一次兰封战役结束后，西北国民革命军总司令冯玉祥，鉴于何应钦指挥的北伐军第一路军尚未开始向蚌埠进攻，而当面直鲁军仅其左路损失较重，豫北方面张宗昌直鲁军已攻陷汤阴、卫辉、淇县，遂于当月10日率部退回兰封附近，以孙良诚第三军、马鸿逵第四军集结于兰封以东，左翼依托黄河；以石友三第五军集结于杞县东北的柿园集附近；以鹿钟麟第九方面军一小部分留守归德，余众向太康、杞县集结；以韩复渠第六军控制郑州，其中一师开赴黄河北岸；以刘镇华第八方面军集结于考城附近；以郑大章骑兵军在太康附近掩护右翼侧背之安全；令刘汝明第二军迅速由陕西大荔东开至开封集结。
直鲁军褚玉璞的败兵退至夏邑、单县、城武一带刚刚得到喘息，又从济南各处调集了十八列车的援兵，正打算据守整顿，忽闻大捷后的西北国民革命军正在疾速撤退，极为惊讶，以为是冯军内部又发生了第二方面军靳云鹗类似的叛乱，因此调集新锐部队十二多万人，分三路进犯。褚玉璞自任前敌总司令，以第四军方永昌、第五军王栋、第六军徐源泉、第七军许琨等部兵力为中路，由徐源泉为指挥官，沿陇海路线西进；以第八军柴云升、第十三军刘志陆等部兵力为右路，由刘志陆为指挥官，自城武、单县进窥考城，以扑开封；以第二军张敬尧、第三十军毛思议等部兵力为左路，由张敬尧为指挥官，自夏邑经商邱、宁陵、睢县向杞县、太康前进。
何应钦11月16日开始，双方再度展开激战。直鲁军右路刘志陆、潘鸿钧及姜明玉等军攻势最猛，于19日攻陷考城，续攻爪营。但直鲁军中、左两路却行动迟缓，直到23日还滞留在野鸡岗、睢县以东。恰在此时，南京政府北伐军何应钦第一路军攻克了蚌埠、固镇，因此津浦、陇海两路军事行动已逐渐可以呼应，冯玉祥果断决定于24日展开全线反攻，命孙良诚率第三、第四军及骑兵第二师迎击直鲁军右路刘志陆部；韩复渠率第五、第六军迎击直鲁军中路徐源泉部；鹿钟麟部迎击直鲁军左路张敬尧部；郑大章骑军则自右翼迂回攻击直鲁军侧背。
冯玉祥将军孙良诚于11月24日发动猛攻，大获全胜，三天内歼灭褚玉璞直鲁军两万余人，击毙军长潘鸿钧，俘获旅长以上四人，缴获枪械一万多枝。随后又乘胜进攻单县、菏泽，29日攻克曹县，俘虏官兵三千人，击弊军长姜明玉。
韩复榘亦于11月24日行动，在柳河、李坝集、柳河集与徐源泉部大战，韩复榘率卫队两千余名亲自督战，战况激烈异常，大破褚玉璞直鲁军，于12月1日抵达砀山附近。
张敬尧、袁家骥左路直鲁军曾经一败再败，士气不振，11月23日鹿钟麟部自杞县前进，即攻入蓼堤岭、马头集，24日攻入榆厢铺，26日占领睢县，乘胜一路长驱，于27日占领归德，12月1日占领虞城。
至此，豫东直鲁军被肃清，第二次兰封战役结束。冯玉祥自兵出潼关，参加北伐，实力迅速扩张，部队先期便已增到25万人马，至年6月12日，蒋介石通电宣告“北伐完成”时，仅其嫡系部队便已达到40万左右，这时冯玉祥的西北国民革命军达到了鼎盛时期。