這年10月，趙登禹率所部隨援陜總指揮孫良誠(chéng)由甘肅出兵，進(jìn)軍陜西，以解被圍于西安的國(guó)民軍楊虎城軍部。經(jīng)過(guò)激烈的戰(zhàn)斗，11月27日，西安之圍被解。這樣馮玉祥在五原誓師后，又迅速重新控制了西北地區(qū)，勢(shì)力也得到進(jìn)一步的擴(kuò)展。同年底，馮玉祥部被武漢國(guó)民政府改編為國(guó)民革命軍第二集團(tuán)軍，馮玉祥任總司令，所部迅速擴(kuò)編。次年初秋，趙登禹升任旅長(zhǎng)。

1927年春，趙登禹率部東出潼關(guān)，參加攻打河南的戰(zhàn)斗，轉(zhuǎn)戰(zhàn)于焦作、新鄉(xiāng)等地，與奉系張作霖部作戰(zhàn)。次年，趙登禹升任擴(kuò)編后的馮玉祥部第二十七師師長(zhǎng)。1928年初，南京國(guó)民政府決定繼續(xù)北伐，以徹底擊垮奉系張作霖勢(shì)力。

馮玉祥部擔(dān)當(dāng)沿京漢線向北作戰(zhàn)的任務(wù)，趙登禹沒(méi)有參加這次作戰(zhàn)，而是在宋哲元等的指揮下，參加了剿滅奉系張作霖勾結(jié)的樊鐘秀等河南地方土匪武裝的作戰(zhàn)。

之后，趙登禹又參加西征解西安之圍的作戰(zhàn)。當(dāng)時(shí)駐守西安附近的原國(guó)民軍李虎臣部與樊鐘秀秘密相約，共同投靠張作霖，樊鐘秀在河南起兵作亂，李亦糾集陜西的一些小軍閥突然包圍西安城。趙登禹等西征部隊(duì)日夜兼程，迅速趕至西安，經(jīng)激烈的戰(zhàn)斗，擊潰圍城的變亂部隊(duì)，解西安之圍。此后又分散出擊，追剿潰散的叛軍及當(dāng)?shù)氐囊恍┩练宋溲b。

在鳳翔，趙登禹部與兄弟部隊(duì)一起包圍了黨毓昆(綽號(hào)“黨拐子”)的土匪武裝。在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間圍困及肅清外圍的戰(zhàn)斗后，于8月初發(fā)起最后攻擊。趙登禹身先士卒，揮舞大刀沖殺在前，一舉全殲土匪武裝，攻占鳳翔城。