第二次“兰封大战”后，冯玉祥下令进攻徐州。韩复榘奉命作为中路军的攻徐主力，沿陇海铁路向徐州猛进，接连攻克徐州西北郊九里山、陇海路徐州北战并切断津浦铁路，将张宗昌、褚玉璞围困于徐州城。张宗昌、褚玉璞急调援军，但韩复榘感知对方援军到来之前已命一个团攻入徐州城东关。
韩复榘沿陇海路激进，造成孤军深入。不久，张宗昌、褚玉璞的援军赶到，对韩复榘部发起反攻，对方里应外合将韩复榘部反包围于徐州西北一隅。韩复榘孤军奋战，与张宗昌等人反复搏杀，双反激战4昼夜，伤亡惨烈。远在郑州的冯玉祥得知后迅速电告韩复榘以及其他军队，向后引退到李庄、黄口一线设防。韩复榘率部从郝寨突围，迅速撤至李庄、黄口一带待命。
12月12日，在得到第一集团军何应钦部的支援后，冯玉祥电告韩复榘、石友三等人发动第二次攻徐之战。韩复榘再次担任中路军，沿陇海铁路朝徐州城北的龙海车站和茅村车站进军。12月14日，第一、第二集团军同时向徐州发起进攻，韩复榘率部联合石友三等人合力击退直鲁主力军褚玉璞、徐源泉部三万余人。在第一、第二集团军的合力进攻下，徐州被包围。直鲁联军开始分兵突围，均被韩复榘等人击退。最终，第一、第二集团军成功会师徐州，战后韩复榘及其军队威名远震。
1928年4月5日，在北伐军鏖战山东时，奉系军阀在彰德一带对冯玉祥军队发起突然袭击，彰德之战爆发。暂住漯河、许昌的韩复榘被急调彰德以南。韩复榘于4月16日抵达彰德以南，向奉军右翼发起猛攻，接连攻占30余堡。随着奉军在大后方补充兵力，反扑迅猛，韩复榘部伤亡过重。韩复榘下令退回阵地、固守待敌，但冯玉祥不准军队后退，于是韩复榘再次组织军队于徐口、曲沟集一带向奉军发起攻击。战争激战至5月1日，韩复榘亲临前线，率军击退了奉军，后又下令沿路追击，攻下沿途各地，直至到石家庄后在晋县待命。
在得知张作霖于“皇姑屯事件”中被炸死后，冯玉祥决定进攻北京。韩复榘率军猛进，于6月6日先于其他军队进驻北京南苑。然而在进入南苑后，韩复榘被南京政府禁止入城，原因为蒋介石为了拉拢阎锡山、压制冯玉祥，将平津之地交予阎锡山接收。与此同时，北京（当时已改北平）的西方各国使团也竭力抵制韩复榘部入城。冯玉祥表示为顾全大局，愿意将平津之地让给阎锡山，但韩复榘对此表示不满。
时驻留北京的鲍毓麟旅在晋军接手防务后滞留北京，全旅1000余人被韩复榘部包围缴械，收容于南苑。该事件引起西方使团的不满，向韩复榘进行交涉谈判，遭到韩复榘拒绝。西方使团将此事上告南京政府，韩复榘被迫释放鲍毓麟旅东北籍人员。
北伐之后，南京政府委任商震为河北省政府主席，韩复榘为省政府委员。韩复榘认为自己是北伐中第一个攻入北京之人，当居首功，故而对屈居人下的省政府委员一职十分不满，未出席河北省政府成立的委员就职宣示。
1928年12月，在国民党中央供职的冯玉祥保举韩复榘出任河南省政府主席，韩复榘到任之后多遵照冯玉祥的旧治。元旦前，韩复榘发布《民国十八年行政计划大纲》对河南的财政和吏治进行治理。在吏治方面，韩复榘组织了“省政府政治视察团”对河南的政治人员工作情况和操行的优劣进行考察；在财政方面韩复榘列出十七条财政清理事项，但由于国民党军新军阀混战的爆发，部分内容未得到实际进行。
韩复榘就任河南省主席后，其二十师师长的位置由与他颇有嫌隙的石敬亭担任，导致韩复榘对冯玉祥心怀不满。加之河南省政府大多是冯玉祥的原班人马，韩复榘对他们难以发号施令，常常觉得自己当了一名空头主席。心中愤懑的韩复榘开始不理政事，以外出“巡视”的由头在外玩乐，冯玉祥得知后大加斥责。加之先前投晋一事，韩复榘总是认为冯玉祥对自己有所怀疑。
1929年3月，“蒋桂战争”爆发，蒋介石与桂系军阀李宗仁方面都想借机拉拢冯玉祥。韩复榘在冯玉祥的保举下，被蒋介石任命为讨逆军第三路军总指挥，南下讨伐桂系。蒋介石利用韩复榘南下的机会对其进行收买、拉拢，在韩复榘抵达孝感时，蒋介石为他举行了隆重的欢迎会，对他优礼相待。此外，蒋介石还曾借机与韩复榘秘密会晤。
“蒋桂战争”结束后，再度爆发了“冯蒋战争”。5月，冯玉祥在华阴召开军事会议，策划反蒋。为了便于集中兵力，便于指挥，冯玉祥计划将山东孙良诚部撤至河南，将河南兵力撤至陕西。该计划遭到了韩复榘的反对，韩复榘不愿意放弃河南。冯玉祥对韩复榘严厉斥责，迫使二人公开决裂。会后，韩复榘离开华阴前往陕州，计划重整二十师旧部。抵达陕州后，韩复榘宴请了西北军在陕州的部分人员，包括二十师师长李兴中、兵站总监闻承烈、兵站监部参谋长张钺、军校校长吴锡祺等人。席间，韩复榘带走二十师的计划遭到了李兴中的反对。韩复榘见谈判不能成功，决定将他们强行带走，在二十师的部队向甘棠步行东去之后，韩复榘在当天下午两点钟让李兴中等人登上了开往洛阳的火车，同行的还有韩复榘的亲信李树春、孙桐萱、张绍堂等人。
抵达洛阳后，韩复榘与驻扎在南阳附近的石友三取得联系，二人决定共同反冯。5月22日，韩复榘在洛阳发出叛冯投蒋的通电。不久，二十军大部队也抵达洛阳。公开反冯后，韩复榘在蒋介石的支持下再度回到开封任河南省政府主席。
蒋介石与各派系混战期间，韩复榘认为蒋介石不值得信任，希望迎阎锡山主持北方大局。但阎锡山对韩复榘心有戒备，韩复榘认为阎锡山不能共事，在其到达郑州时试图将其扣押，但事情遭到泄露未能成功。随后中原大战爆发，韩复榘不愿再河南与冯玉祥兵戎相见，也担忧自己的部下倒戈冯玉祥，于是向蒋介石请命到山东境内抵御阎锡山的晋军。
1930年3月，韩复榘被蒋介石任命为冀鲁豫剿匪总指挥，向鲁西转移。在韩复榘抵达济宁后，蒋介石又于4月任命韩复榘为第一军团总指挥，担任整个山东地区的防务。5月起，晋军在阎锡山的指挥下分三路南下进攻平原、禹城、东阿、平阴、青城各地。韩复榘蓄意保存实力，向蒋介石发电请求撤守黄河南岸。随着晋军的全面进攻，韩复榘率部退守胶东。退守胶东后，晋军并未缓和对韩复榘的进攻，韩复榘所部也多有临阵倒戈，联合晋军进攻韩复榘。鉴于这一情况，韩复榘下令由淄河东撤，同时以“腹背受敌，不得不向后退”报告蒋介石，并于6月28日通电下野。
在蒋介石调遣大军进入山东大举反攻后，韩复榘于8月被任命为胶济鲁总指挥，韩复榘逐渐打消下野之意，于8月5日以二十师为右翼、以二十九师为中央、以十六军为左翼进行反攻，屡挫晋军。后在第二团总指挥刘峙的配合下，晋军很快溃败。山东战事结束后，国民政府与于1930年9月5日改组山东省政府，韩复榘任山东省政府主席，于9月9日到任。次年，韩复榘又当选国民政府委员。
1931年1月，蒋介石调任韩复榘的第三路军、孙连仲的第二十六路军和河北地区的王金钰第五路军前往江西“剿灭”红军。然而韩复榘拒绝率部入江西，为了缓和与蒋介石的关系，韩复榘将收押狱中多年的中共山东省高官邓铭恩、刘谦初等共产党人全部枪杀，获得蒋介石的嘉许。韩复榘又在接下来的南京国民会议中，进行了一番活动，使得蒋介石打消了调韩复榘部入江西的念头。7月，蒋介石通电命韩复榘为鲁豫清乡督办。在宁粤之争、石友三反蒋期间，韩复榘受蒋介石的拉拢，面对石友三数次求援时，未出兵协助。
“九·一八”事变之后，张学良驻青岛的东北海军发生内讧，韩复榘趁机遣兵胶州湾，驱逐张学良在青岛的实力，借机夺回青岛，但未能实现。事后，张学良受“九·一八”事变的打击，无力与韩复榘作战，双方几经转圜达成协议，青岛税收的一半要交予韩复榘。与张学良的争斗结束后，于1932年下令对盘踞在山东地区的另一支军阀刘珍年部发起攻击。
韩复榘对刘珍年发起进攻后的次日才电告蒋介石，蒋介石对韩复榘的擅自行动十分恼火，蒋介石派出蒋伯诚前往山东进行调停。张学良仅在表面向蒋介石表示愿意接受调整，却一直未停止对刘珍年的军事进攻。后又因不满意南京政府的调停政策，韩复榘向蒋介石提出辞职，以此要挟蒋介石将刘珍年部调离山东。发出辞职通电后，韩复榘仍保留军职，继续围困刘珍年。随着事情的扩大，社会各方纷纷要求停息战争，且大部分倾向韩复榘。1932年10月25日，刘珍年见自己大势已去，自请调离山东。刘珍年离开山东后，胶东各县均为韩复榘所属，山东在韩复榘治下实现“统一”。
1935年，华北事变发生后，韩复榘夹在蒋介石和日本之间，力求自保。他一方面取缔反日宣传，解散抗日组织，竭力讨好日本人，并借《何梅协定》下令禁止蒋介石的中央军进驻山东。另一方面，日本多次诱降韩复榘，令其参加“自治运动”，韩复榘都因怕被骂作“汉奸”而拒绝接受。1936年，西安事变爆发，韩复榘通电表示对张学良、杨虎城的支持，并准备派兵袭击由何应钦率领进攻陕西的中央军的后路。韩复榘与蒋介石的关系走向恶化。
1937年“七七事变”，抗战全面爆发，全国抗日统一战线形成。面对日本人的拉拢，韩复榘采取果断措施，限令日本领事馆人员何日侨全部撤走。7月30日，平津失陷后，大批爱国青年学生在平津共产党组织的领导下进入山东。韩复榘将这些进步青年和共产党人容纳倒他的政训班中，并允许他们进行抗日宣传，济南也由此掀起抗日运动的高潮。同年“八·一三”事变发生后，蒋介石在全国划出六个战区，山东被划归为第五战区。韩复榘所在的第三路军，与东北军于学忠的第五十一军和沈鸿列的青岛守备队与第三舰队被编为第三集团军，韩复榘任总司令，指挥山东军事并负责黄河防务。
1937年9月，随着日军南下，占领泊头后兵临山东，而津浦线北段仅有第一集团军的李必藩的第二十三师。在冯玉祥的施压和蒋介石的电告下，韩复榘被迫将两个师调往德州。9月30日，日军矶谷廉介第十师团沿津浦线南下攻占河北与山东交接的桑园车站，韩复榘的第三集团军第八十一师（师长展书堂）第二四三旅（旅长运其昌）在德州以北的于庄与日军对峙。
10月1日，日军以400人、7辆坦克车的兵力进攻于庄，遭到韩复榘部的反击。与此同时，冯玉祥的第一集团军庞炳勋、李文田等部从日军侧后方反攻泊头、沧州。韩复榘与冯玉祥经过商议后，决定趁日军立足未稳，夜袭桑园。展书堂收到命令后，于10月2日凌晨率领500人的奋勇队夜袭桑园火车站，将日军逐出车站，经过反复争夺后，展书堂于当日下午6时控制桑园火车站。然而在入夜之后，展书堂被韩复榘告知德州以北的日军正在集结，于是率部退出桑园火车站，转而驰援德州于庄。10月2日夜，日军向德州发起猛攻，并在次日发动飞机、大炮等全力攻城。德州守军运其昌旅率部发起德州保卫战，在激战2日后，德州城防被突破，运其昌被迫弃城撤退，德州失守。德州失守后，韩复榘受到了蒋介石的指责，愤而辞职，后在蒋介石的安抚下继续进行抗战。
德州失陷后，韩复榘率军沿老黄河右岸布防。10月12日，日军偷渡老黄河，韩复榘退守骇河。蒋介石见日军主力集中在山西，陈津浦线军力薄弱之际，命令冯玉祥、韩复榘趁机反攻。在冯玉祥的指挥下，展书堂率部对日军发起反攻。就在展书堂对日军发起乘胜追击之时，韩复榘突然电令展书堂所部从前线撤回。由于展书堂的撤退，日军进行反扑，先前的抗战成果旋即丢失。冯玉祥对韩复榘的行为十分不满，韩复榘的部下也多对韩复榘在抗战中袖手旁边甚至拆台的行为表示不满，要求韩复榘再次出战。
在部下激昂的抗日情绪下，韩复榘决意亲自出马渡河迎战。11月13日，韩复榘率领手枪旅贾本甲第一团和朱世勤的特务队渡过黄河，于冯玉祥一起在前线督战。日方在探知韩复榘的行踪之后，派轻装装甲车别动队进行袭击，手枪旅抵挡不住后退。韩复榘所部不到100人在济阳城关被日军的装甲车和飞机包围，贾本甲第一团几乎伤亡殆尽，韩复榘险些被俘虏，在随从的拼死相救下骑摩托车冲出包围。
韩复榘回到济南后，济阳失陷，其他战场也伤亡甚多。韩复榘于11月16日下令撤退河北防线，并在撤退时炸毁铁桥，改在黄河南岸设防。此战之后，韩复榘受到打击，开始消极避战。在冯玉祥的司令部撤至黄河南岸后，冯玉祥向韩复榘请兵挽回败局，但韩复榘坚决不肯。
韩复榘回到济南后，召开紧急会议，采取了以下紧急措施。第一，重新部署兵力；第二，将军政籍贯南移；第三，将全省汽车编为交通团；第四，派人收编地方武装和壮丁；第五，以“救国捐”的名义强令各县地方摊款，共计收得五六万元；第六，强行摊派鸦片，再次索得数十万元；第七，没收日本洋行财产。此外，韩复榘还令人炸毁济南洛口铁路大桥、释放政治犯等。
日军抵达黄河北岸后，没有渡过黄河，双方对峙多达一个月。直至12月3日，日本南路军在攻占南京后，北路军奉命进攻济南，济南告急。韩复榘则加紧部署撤逃，并在撤出济南前夕，对济南实施“焦土政策”，纵兵在济南等地大肆焚烧抢掠。1937年12月24日晚8时，韩复榘与蒋伯诚从济南西门悄然出逃，从白马山换车前往泰安。蒋介石得知后，向韩复榘急电命令他不得放弃济南，但韩复榘收到电报时已到达泰安。12月25日，日军对济南进行猛攻，27日凌晨第二十师师长孙桐萱未放一枪一弹，率部逃走，济南失守。济南被攻占后，日军乘胜追击泰安，韩复榘继续逃走。蒋介石要求韩复榘死守泰安的电报到达时，韩复榘已经抵达济宁，后被迫在兖州进行反攻，但没有成功。韩复榘的不战而逃，致使几天之内山东大半沦为日军之手。
1938年1月7日，李宗仁在徐州召开第五战区军政会议，韩复榘缺席。蒋介石亲自打电话给韩复榘，请他到开封开会，韩复榘同意前往。1938年1月10日傍晚，韩复榘抵达开封，于11日下午1点半在开封南关袁家花园出席军事会议，并于当日被扣留。次日下午，蒋介石宣布“韩复榘在山东违抗军令擅自撤退，被交由军事法庭讯办”。1938年1月25日，《扫荡报》发表了中央通讯社的消息，称韩复榘于1月24日被执行枪决。韩复榘死后，被运往河南南部的鸡公山安葬。新中国成立后，由其家人移葬于北京万安公墓。