1930年2月28日，经过一年多各方矛盾更迭及反蒋势力的重新组合，冯玉祥和阎锡山召集包括李宗仁桂系代表共计34人，在阎锡山府中开反蒋军事会议，即太原会议。号召国内各派共同反蒋，并达成协议。3月18日，阎、冯、桂所部57位高级将领，发表请蒋下野的“寒电”，列举蒋十大罪状。同时通电“推戴阎锡山为中华民国军总司令，冯玉祥、李宗仁为副总司令”。3月下旬，冯在潼关组成陆、海、空司令副总司令部，冯部分五路，分别由陕、甘、宁、青陆续向河南进发，全部开往前线。此后，中原大战在西起襄樊，东止山东，南迄长江，北到山西，遍及整个中原的地区爆发。开始，反蒋各方取得一定胜利，占据了一些地区。但到9月东北张学良入关调停，加之反蒋同盟内部互相掣肘，不能配合，使战局迅速急转直下。到10月下旬，蒋先后击败对手，大获全胜，中原大战遂告结束。
中原大战的结束，标志着冯玉祥苦心经营20多年的国民军彻底瓦解。
中原大战失败后，冯玉祥仍回山西汾阳河道峪的村子里读书，但他此时并非甘心败北，仍竭力寻找东山再起的机会，而且仍想凭西北地区，重新建立根据地，开展反蒋斗争。冯在山西河道峪山村读书时，曾写信给原部下邓哲熙、李炘，表示自己想法：“今后……应在边远区域另找根据地……与贼作持久战……在政治上树立起坚固不拔之基础。”
郭绪印、陈兴唐：《爱国将军冯玉祥》，第227页。
为实现这一计划，冯玉祥发现兰州可做为一个突破口，从这里可获得他占据一个根据地的最佳位置。
1931年6月，南京国民政府调宁夏省主席马鸿宾代理甘肃省主席，马于6月15日来甘就职。雷中田是国民军东撤时留在甘肃的一个暂编旅旅长。1930年4月冯、阎反蒋时，冯系甘肃省主席孙连仲率兵东进，冯玉祥曾想委任马鸿宾代理甘肃省主席。马以时局动荡，蒋、冯、阎战争尚无结果，前景难测，坚辞不就，以便观望。冯便让省府委员王祯(财政厅长)、李胡杰(民政厅长)、张维(建设厅长)、赵元贞(教育厅长)、裴建准(军务处长)、喇世俊(印花税局长)、王廷翰(禁烟善后局长)、杨思(造币厂长)等八人共同维持省府事宜。以王祯代行主席职务，人称“八大委员”执政。兰州城防由雷中田负责，雷将其改编后的师部驻扎在省政府院内。
冯玉祥东下中原后，甘肃遂成为地方势力割据状态，诸多野心家乘甘肃防务空虚，便以各种名义收集地方流民和兵痞，自成势力，导致政局动荡。马廷贤割据陇南，陈珪璋割据陇东，鲁大昌割据陇西，黄得贵割据固、海，马仲英割据甘州，青海马步芳也乘机占据临夏、凉州。还有一些零星小股，掠县劫州，形同流寇，致使各地田园荒芜，民不聊生。
当雷中田得知，马鸿宾要当省主席时，惴惴不安，认为马鸿宾背景很大：其叔父马福祥在南京国民党中央任蒙藏委员会委员长要职，其弟马鸿逵在京汉、津浦线上为蒋介石效力，加上他本人拥有宁夏老地盘，青海马家又是他同宗亲戚。雷中田感到自己孤树一帜，难免不受人排挤，而且有被马氏吃掉的可能。
恰逢此时，冯玉祥托从日本归国的甘籍部下李世军给雷中田捎来一封密信。其要点是：夺取甘肃政权，建立反蒋根据地，扩充实力，联络当地军队，与汉中王志远师及固原苏雨生共同行动，占领天水和宁夏等地。并给雷中田鼓劲：“应努力进行”，交咐他：“此时在甘，备望慎重将事，是为至要。”为确保雷中田在兰行动万无一失，冯还为雷制定了详细计划：针对马鸿宾在兰州兵力有限，而其主力仍留在宁夏的特点，以苏雨生和王英从南部和东部分头进攻银川，用夹击的方式迅速攻占马鸿宾的老巢宁夏；以王志远所部从汉中向北进攻天水，从东和南两面将马鸿宾牵制住，使其首尾难顾，兰州势必空虚，雷中田在兰发动事变，马鸿宾无援兵可调，夺取甘肃政权就容易成功。
1931年8月25日，马鸿宾由驻地小西湖进城到省府办公，雷中田得到报告，即下令关闭城门，并派他的副官曹某(山东人)带手枪队20余人，去捉拿马鸿宾。但马已事先闻讯，翻墙逃到城隍庙内隐藏，继而又转到城内官升巷某职员家中躲起来。
由于当时未捉到马鸿宾，雷中田决定第二天(8月26日)开始军事行动，命令警察局长高振邦解除黄河以北一带马部武装，并扣押华林山、小西湖等处马部武装。双方展开激战，一时间兰州城内炮声四起，马听到枪响后，为不使地方受糜烂，主动出来找到雷部要求停火。雷见马后，立即下令各处停止进击，这样马以自己被扣押的方式挽救了城内的一场大战。
在扣押了马鸿宾后，雷中田经甘肃省党、政、军、农、工、商各界联席会议决议，组织临时省政府，推举马文东、李朝杰、雷中田等13人为委员，公推马文东为临时省主席兼教育厅厅长，李朝杰兼财政厅长……公推雷中田担任甘肃省全省保安总司令……《民国日报》，1931年8月30日。
冯玉祥在山西汾阳河道峪得知这一喜讯后，立即向雷中田等人发出一系列指示：
第一，速将事变经过电告反蒋的广东政府，并电请广东方面，以国民政府名义“任命雷中田为甘肃驻军总司令，陈珪璋为甘肃陆军第一师师长，鲁大昌为第二师师长，王家曾为第三师师长，高振邦为第四师师长，马步芳为第五师师长”。
郭绪印、陈兴唐：《爱国将领冯玉祥》，第231页。
第二，向雷中田发出重要指示，要求其严密看押马鸿宾，竭力扩充军备，与南京方面断绝关系，在兰州须为民众谋利益，争取各界支持。
第三，在经济已极端困难的景况下，表示将以巨款支援雷中田。
“雷马事变”本身就是国民党内部为争夺甘肃地方统治权的一场斗争，雷马双方均不能代表广大民众的意志，同样也受到统治集团内部各方势力的指责和反对。事变发生后，立即引起许多方面的反应和斗争。杨虎城提出入甘“戡乱”的主张，于右任在国民党中央极力促其实现；马福祥坚决反对陕军入甘，力主和平解决“雷马事变”，马鸿逵也致电雷中田主张和平解决，并说“什么条件都可商量”。蒋介石原来认为马福祥的力量可以控制西北，到此时已发生动摇。但为防止杨虎城图谋西北，又想利用杨马并存，互为钳制。同时青海、宁夏之间，亦有矛盾。当事变发生后，马麟带着他的骑兵两千余人撤离兰州，驻扎河口，虽致电雷中田表示愿做调停人，但始终持旁观态度。另外，刘郁芬也派代表到兰，表示想回甘肃。而甘肃本省的各界人士，都希望避免战祸，保持和平。雷中田、高振邦这时在处理马鸿宾问题上亦存在着严重分歧。矛盾的焦点集中在对马鸿宾的“捉、杀、放”上，实质则为“杀”与“不杀”
的矛盾。
雷中田想杀掉马鸿宾，但又拿不定主意，找不到一个借口，而高振邦却认为不杀比杀好，但也不敢贸然放马。所以高不顾雷的不满，将马移住在警察局内加以保护，马很受优待，也较自由。
到了9月，蜇居四川已久的吴佩孚，闻知兰州发生雷马事变，致电南京马福祥说他要游历西北并调停事变。马福祥请示蒋介石后，同意吴到西北，蒋还赠川资5000元以示赞同。
吴率200余人由川入甘，经文县、武都到天水。一到天水就以“兴国军”名义委任了大批军、师、旅长、顾问、参议等。雷派代表赴天水，并优礼备至，拨款2万元，为其设立“吴上将军行辕”之费。11月7日，吴抵兰州，即着手调停“雷马事变”。吴到甘并促使雷释放了马鸿宾，给甘肃人士一种错觉，误认为吴是政坛老手，具有平息战乱之绝技。加之“九一八”事变爆发，吴在甘各地倡导国民政府应派兵东北抵御日军，并作《满江红》表示请缨作战为国雪耻的决心。因而吴的举动竟博得雷中田及甘肃人士的好感。11月15日，雷中田、高振邦等人，以甘、宁、青、新等五省军政要人的名义发出通电，拥护吴佩孚出山。
拥吴通电一发出，便给蒋介石向甘肃进兵制造了借口。
蒋遂令潼关行营参谋长兼甘肃宣慰使孙蔚如，率兵分路向甘肃进军。这种大军压境的方式，给雷中田以重大打击，不得已在12月中旬，雷、高释放马鸿宾后，先后也败离兰州，孙蔚如部随后进驻兰州。历时三个多月的“雷马事变”以冯玉祥势力的彻底失败而告终。蒋介石势力在甘立足。
冯玉祥精心策动的甘肃“雷马事变”，至此完全失败，他建立西北根据地的设想便付诸东流。不仅如此，通过“雷马事变”，冯玉祥凭借军事力量反蒋的势力也彻底瓦解，因此，此后只能按有人曾建议过的那样，不必一定在枪杆子中兜圈子，而在政治主张上，真正靠近进步方面，同进步力量合作，提出革命的口号，发挥自己的作用。
