1929年（民國18年），馮玉祥與蔣介石的矛盾激化，沖突不可避免。5月22日，石友三和韓復(fù)榘放棄追隨馮玉祥，改投蔣介石。這也是蔣介石方面金錢攏絡(luò)的效果。10月，石友三被任命為安徽省zf主席。

　　此后，湖南省的唐生智暗中聯(lián)絡(luò)石友三叛離蔣介石。12月，石友三突然叛離蔣介石，炮轟南京。這出乎蔣介石意料之外，一時南京方面發(fā)生大混亂。隨后，石友三發(fā)覺無法對抗蔣介石，就逃赴河南韓復(fù)榘。

　　翌年，中原大戰(zhàn)爆發(fā)，石友三再度投向過去的上司馮玉祥、閻錫山。石友三被任命為第4方面軍總司令，同蔣的中央軍作戰(zhàn)。馮玉祥、閻錫山敗局已定后，石友三經(jīng)張學(xué)良、韓復(fù)榘斡旋，再度投降蔣介石。蔣介石任命其為第13路總指揮。

　　1931年（民國20年），反蔣派在廣州成立國民zf，石友三參加，出任廣州國民zf第5集團(tuán)軍總司令。結(jié)果同年8月，遭到張學(xué)良敗北，石友三逃往山東省再度仰賴韓復(fù)榘。1932年（民國21年），石友三到華北宋哲元手下活動。另外從此時開始，石友三同土肥原賢二等日本方面人士進(jìn)行交涉。

　　1937年（民國26年）抗日戰(zhàn)爭爆發(fā)初期，石友三從事抗戰(zhàn)。石友三為保存實力，遂轉(zhuǎn)而與中國共產(chǎn)檔合作。1938年2月，出任第69軍軍長。同年5月，任第10軍團(tuán)軍團(tuán)長。12月，任冀察戰(zhàn)區(qū)副司令兼察哈爾省zf主席。

　　此后，石友三的反共姿態(tài)鮮明，對八路軍不斷進(jìn)攻。1940年（民國29年）2月，石友三遭到八路軍反擊，逃往山東省曹縣。其后，日本方面誘以河北省省長等職位，石友三乃策劃投降日本。

　　1940年12月1日，遵照蔣介石的秘令，石友三手下的新8軍軍長高樹勛在濮陽對石友三發(fā)動兵變，逮捕了石友三。當(dāng)天即將石友三處決。石友三享年50歲。

　　石友三一生中曾先后投靠馮玉祥、閻錫山、蔣介石、汪精衛(wèi)、張學(xué)良、日本人和中*共，而又先后背叛之。石友三由于叛服無常，故有“倒戈將軍”的稱號。又因喜歡采用活埋等殘酷的刑罰，故人稱“石閻王”。