在他身后，东北军第102师的上万官兵犹如涨潮的海水般漫上了岸。
为了确保能一举摧毁刘珍年的胶东根基，因此杨宇霆、杨杰、沈鸿烈等人制定的陆海军联合作战计划里，要求东北海军一次性就把第102师的一万三千官兵从旅顺运到烟台。但实际上，东北海军并没有这个运输能力。迫于无奈的沈鸿烈只得征集了十多艘大型商船用来运输陆军官兵，由于刘珍年没有海上力量，因此这些毫无防备能力的商船也是安全的。尽管勉强凑够了运输船只，但东北陆海军从来没有联合协同作战的经验，因此乱作一团。船队在七月十四日半夜一点出发时，在旅顺海滩上待命的第102师的官兵们潮水般涌向海边，踏着浪花川流不息地登上船只。由于根本没有两栖作战和跨海作战的经验，海滩和船只上乱作一团，不同番号编制的部队互相冲散，船只上四仰八叉挤满了士兵，后续士兵继续源源不断挤上来，船舱和甲板都挤满了人，叫骂声响成一片。在现场的陆海军指挥军官都气急败坏地破口大骂。
结结实实塞满了人的运输船队艰难地驶离旅顺，在海军军舰的护卫下驶向烟台。由于从旅顺到烟台只需要穿过渤海湾，因此海路航程并不远，只有区区八十多海里，但船只的剧烈晃荡和海浪的颠簸则让登船的第102师的官兵们被颠得七荤八素，吃够了苦头的官兵们头昏眼花，晕船呕吐者比比皆是，船舱内和甲板上呕吐秽物横流。足足遭了三四个小时的罪后，船队在天亮时分总算抵达目的地。在军官们发出的“准备登陆”的命令中，原本被颠簸得有气无力的官兵们立刻纷纷振作精神。
“冲啊！”官兵们蜂拥着跳下船只并源源不断地登上陆地，无数明晃晃的钢盔和刺刀瞬间淹没了海滩。由于刘军毫无防备，因此东北军的这场两栖登陆行动极其顺利。进入胶东地区的第102师势如破竹、所向披靡，不费吹灰之力就夺取了烟台，并向莱阳和莱州高歌猛进。
在出兵进攻胶东半岛时，张学良以全国陆海空军副总司令的身份勒令刘珍年部官兵放下武器，接受东北军的“调停”。
如梦初醒的刘珍年此时才知道，原来自己并不是最后的赢家，张学良不但坑了韩复榘，也坑了他。刘珍年很清楚，自己此时已经没有抵抗的能力了，并且张学良以全国陆海空军副总司令的身份要求自己放下武器也是出师有名，自己若顽抗到底，只会万劫不复，成为东北军和中央军的共同打击对象。叹息一声后，刘珍年命令部队也都放下了武器。
进入山东境内的东北军立刻抢占地盘，第120师进入济南，第118师占领潍坊和莱州湾，第126师开进青岛和胶州湾，第102师则兵分四路，该师四个团里的三个团分别占领了烟台、威海、莱阳这三个胶东半岛的要害地区，还有一个团则收编了刘珍年的第21师。张学良知道完全吞并山东省是不大现实的，也容易导致同蒋介石交恶，因此主要抢占了对东北军有战略意义的胶州半岛和省会济南，其他次要的地方都交给了一起开进山东省的中央军第5军。
就这样，张学良巧妙地借用韩复榘、刘珍年、蒋介石之间的矛盾，基本上没有费什么力气就拿下了山东省。虽说山东是东北方面和南京一起“共治”，但胶东半岛则是被东北军完全控制了，济南也落在了东北军的手里，因此大半个山东被东北军所实质控制。
张学良成了山东内战的最大赢家，同时还再次得到了全国上下的赞誉。刘珍年随后也被张学良用飞机送到了南京，蒋介石将其贴上一个军委会高级参谋的标签，从此坐了冷板凳。随后，蒋介石晋升张治中为陆军中将，继任山东省主席兼省保安司令，负责山东的军政治理和收编韩刘二人的残余势力；卫立煌率第5军返回河北，继续担任河北省主席兼省保安司令，第5军建制维持不变，仍然下辖徐庭瑶的第4师、李默庵的第10师、刘戡的第83师，驻守河北省。蒋介石这么安排，也是有一定用意的，张治中是中央军嫡系，精明强干、谨慎宽仁，并且克己奉公、铁面无私，山东属于刚刚收回来的中央军地盘，自然要委派有能力的中央军嫡系将领去坐镇；另一方面，蒋介石也隐约感觉到，中央军在北方的力量确实太小，一旦北方那几个省有什么变故，基本上都是张学良占便宜。虽说张学良从来没有反过蒋介石，但张学良的势力越来越大，也会让蒋介石不放心。这次，山东就被张学良叼去了一大半，那河北、河南等靠近张学良地盘的北方省份保不准也会出现这样的情况，所以蒋介石才让第5军保持建制，并在卫立煌的统领下坐镇河北。
根据蒋介石的命令，韩复榘和刘珍年私下里扩建起来的非法部队全部裁撤遣散，韩复榘的合法正规军包括第20、第22、第29、第74、第81共五个师，刘珍年的合法正规军为第21师，其中，第29和第81师裁撤，番号收归给中央军部队，山东境内的军队保留第20、第21、第22、第74师。第20师和第22师编为第12军，孙桐萱担任该军军长，展书堂担任第20师师长，谷良民担任第22师师长；第21师和第74师编为第14军，曹福林担任该军军长，原刘珍年的干将梁立柱担任第21师师长，李汉章担任第74师师长；同时，这四个师都取消原先的三旅六团编制，削减为四团编制。两个军都归属于省主席兼省保安司令张治中的指挥。
收编韩刘二人的部队后，蒋介石给张学良下令，要求进入山东境内的东北军第102师立刻再乘船返回旅顺，归入原防；第118师、第120师、第126师继续南下，参加剿共作战。但张学良声称山东境内仍然有大量韩刘二人的党羽需要铲除，并且鲁省匪患猖獗，必须要严厉消灭以保境安民，另外，山东境内还有日本人的势力，同时，东北军的三个师在战斗中都损失严重，已无法继续南下参战，因此第118师遵守命令，撤离济南，第126师也会遵守命令撤离山东，张学良请求保留第120师在胶东半岛，同时请求东北军能拥有胶州湾、莱州湾、威海、烟台、青岛等山东良港的使用权。
面对张学良的振振有词，蒋介石知道他不想去剿共，即便强行命令，东北军也会出工不出力，再加上东北军占领胶东半岛是木已成舟，蒋介石也只得无奈地同意了张学良的请求。
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