這年10月，趙登禹率所部隨援陜總指揮孫良誠由甘肅出兵，進軍陜西，以解被圍于西安的國民軍楊虎城軍部。經過激烈的戰(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)，勢力也得到進一步的擴展。同年底，馮玉祥部被武漢國民政府改編為國民革命軍第二集團軍，馮玉祥任總司令，所部迅速擴編。次年初秋，趙登禹升任旅長。

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

馮玉祥部擔當沿京漢線向北作戰(zhàn)的任務，趙登禹沒有參加這次作戰(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)。當時駐守西安附近的原國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。趙登禹等西征部隊日夜兼程，迅速趕至西安，經激烈的戰(zhàn)斗，擊潰圍城的變亂部隊，解西安之圍。此后又分散出擊，追剿潰散的叛軍及當地的一些土匪武裝。

在鳳翔，趙登禹部與兄弟部隊一起包圍了黨毓昆(綽號“黨拐子”)的土匪武裝。在經過一段時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。