1927年4月22日，武汉国民政府将阎锡山的晋军改编成为第三集团军准备北伐时与其会师。任命阎锡山担任总司令，但阎没有就职。1928年2月28日，南京国民政府第四十二次会议决议，将北方国民革命军改编为国民革命军第三集团军，由阎锡山担任总司令，朱绶光任参谋长，辖11个军，分别由商震、杨爱源、徐永昌、傅存怀、傅汝钧、丰玉玺、张荫梧、谭庆林、郑泽新、李维新、郑源泉担任军长。第三集团军组建后参加反奉战争。1929年，南京国民政府实行军事编遣撤销该军建制，但实际上阎锡山仍在进行控制，并于1930年参加了中原大战。失败后，大部分为张学良改编。