中原大戰讓石友三割據一方的霸業小有所成，反覆的變節叛賣，讓他從中得到了不少好處。當然，除了天性使然，遠近之間，靠當“三姓家奴”崛起於豪傑之間的軍閥比比皆是，榜樣的力量那絕對是無窮的。
不過，就像《三國志》的作者陳壽所言，呂布雖然像咆哮的老虎一樣勇猛，但是輕狡反覆，唯利是視，自古及今，未有若此不夷滅也。石友三的敗亡之期也就不遠了。
中原大戰結束後，石友三利用他是東北人的關係，向張學投靠。
1931年1月，石友三親赴瀋陽晉見張學良。張學良當即點了票子，先發了20萬元軍餉。不過，張學良不信任石友三，因爲“倒戈將軍”的名頭實在是叫得太響了。對此，石友三也是心知肚明，決定待機而動。
1931年5月，這個機會來了。此時，汪精衛、陳濟棠等人在廣州組織國民政府與南京方面的蔣中正對峙，他們與石友三聯絡，許以國府委員和第五集團軍總司令。隨後呢，又匯來款50萬元。
石友三提出，要先佔平津，把張學良逐出關外，將晉、冀、魯連成一片，然後揮兵南下。
7月18號，石油三公開扯起了反張的大旗，部隊也在當天全部出動。不過，事先約好的共同起事的晉軍卻放了石友三的鴿子。此時，石友三通電已發，勢成騎虎，欲罷不能，只好硬着頭皮上了。
7月底，石與東北軍在保定府南大冉激戰三晝夜，沒有佔到便宜。其實，蔣中正派出援張的胡宗南部已經打到了石友三的老巢—順德府。石部腹背受敵，決計退往山東德州投奔韓復榘。
事出倉促，又遇上大雨，石部撤退開始，秩序已亂。加上渡過滹沱河的時候呢，又遇到山洪暴發，汽車軍資全部遺棄，人馬淹死很多，潰不成軍，各部四散奔逃。至此，石的數萬之衆完全瓦解冰消。
從規模上看，石友三與張學良這一戰並不大，但是其影響卻非同一般。爲了剿滅石友三，張學良調集精銳入關，這也造成了東北防務空虛，而短短兩個月之後，“九一八事變”就爆發了。
石友三兵敗之後，先是託庇於韓復榘，後遁入天津租界。“七七事變”後，石東山再起，投靠國府，收羅人馬，打出了抗日的旗號。
那麼其間呢，爲了保存實力，石友三也曾經和中共合作。隨即他又犯了老毛病，和八路軍兵戎相見。
最終，石友三還是決定投入日本人的懷抱。
1940年12月1號，按照蔣介石的祕令，石友三被老部下高樹勳處決，活埋在黃河岸邊。
