佟麟阁，原名凌阁，字捷三，直隶省高阳县人。生于1892年12月17日，幼时拜舅舅胡老先生为师，学习经史，擅长书法。16岁时入高阳县衙门当缮写员。
1912年，陆建章手下任前营营长的冯玉祥奉命到河北省景县招募新兵，佟麟阁慕冯玉祥爱国之名，毅然投笔从戎，为左哨哨兵，旋为哨长。
1914年。佟麟阁任第十六混成旅第一团第三营第二连连长，驻防陕西。赵登禹在该连入伍。佟见赵骁勇过人，遂结生死之交。1917年，驻防廊坊，参加冯玉祥领导的“廊坊起义”。张勋被击败后，佟麟阁任第一团第一营副营长；1920年，任第四团的营长，驻防湖北；不久又调驻信阳。1921年，冯玉祥入陕打败陕西督军陈树藩后，第十六混成旅扩编为陆军第十一师，佟麟阁在该师第二十二混成旅第一团任营长。
1922年，第一次直奉战争起，冯玉祥打败河南督军赵倜，自任河南督军后，即扩充和整顿军队，编练了两个补充团，每团两千人，佟麟阁升为团长，隶属宋哲元的第二十五混成旅。不久，冯玉祥任陆军检阅使，部队开驻北京南苑。佟麟阁任第二十五混成旅第一团团长，在冯部的“陆军检阅使署高级教导团”带职受训一年。1924年，佟麟阁升任陆军第二十五混成旅旅长。
冯玉祥在第二次直奉战争中，发动北京政变，佟麟阁前往增援。孙岳部攻取保定，一战而击溃曹部，使得徐永昌、庞炳勋两部合围保定，迫使曹世杰开城投降。10月24日，冯玉祥抵京，决定组织国民军。佟麟阁任该军第十一师二十一混成旅旅长。1925年苏联顾问来到国民军，扩大编制，把步兵编为十二个师。佟麟阁升任第四师师长。
奉军郭松龄因不满张作霖勾结日本，率部起义，密约冯玉祥联合反张。冯玉祥命令佟麟阁第四师与宋哲元进攻热河。佟麟阁在占领滦河后。冯玉祥任命他为滦河防守副司令(司令为郑金声)。12月，佟麟阁又参加天津战役，消灭奉系军阀李景林。
1926年，段祺瑞等借口国民军“赤化”，组织讨赤联军，纠集五十余万之众分五路向国民军进攻。4月15日国民军被迫撤出北京，主力退守南口附近。此时冯玉祥已赴苏联考察。由张之江任国民军总司令。佟麟阁任国民车第十一师师长。该师辖第三十一、三十二、三十三旅。佟麟阁与刘汝明的第十师防守南口，青龙桥、延庆一带阵地，张作霖、吴佩孚联介山西阎锡山等集中优势兵力，配备坦克、钢甲车新式武器，向第十一师与第十师发起猛攻，战事持续半年之久。8月，国民军终因力量不支，导致南口乒败。张之江总司令命令佟麟阁和刘汝明两师西撤。佟鳞阁的第十一师至五原，后进甘肃。
1926年8月，冯玉祥从苏联回国，举行“五原誓师”响应北伐，宣布全军官兵加入国民党。当时，国民军的杨虎城等部被吴佩孚的刘镇华部包围在西安已达八个多月之久，危在旦夕。冯玉祥派出主力，星夜驰援。国民军第一军十一师佟麟阁部及吉鸿昌第五军为先头部队，由五原经宁夏至平凉，经那州到乾州，急赴咸阳。先解赵登禹部之围，尔后进军西安，击败刘镇华部，解除了西安之围。
1927年，佟麟阁驻军天水，兼任甘肃省陇南镇守使。
宁汉分裂后，武汉国民政府将国民军改编为国民革命军第二集团军，任冯玉祥为总司令。5月1日，冯王祥在西安就职，随后把所部分为五路向河南进军，第十一师师长佟麟阁为第五路副总司令(司令为石友三)。石、佟率领十一师等部于5月东出潼关，攻占洛阳、孟津。8日，过偃师时，奉军援军至，企图阻其前进。佟麟阁部凭黑石关之险与奉军激战，奉军不支，向孝义退却。佟麟阁即与第三路军汇合追击之。5月30日，占领孝义、郑州。6月1日，占领开封，与北伐军唐生智部会师郑州。尔后在豫、鲁两省与奉、直军继续作战，战无不胜。1928年1月，国民党南京政府再次北伐。佟麟阁任第二集团军第三十五军军长兼第十一师师长。转战于豫、鲁、冀各省，屡立战功。
同年，佟麟阁率第十一师进驻甘肃河州，被马仲英包围。马仲英系回族，凭借宗教的有利条件，处处与他为难。他再三考虑，认为动用武力，必然酿成民族争端，于大局不利，因而处处退让，致使第十一师蒙受损失。事后，他为自己姑息马仲英，处置失当，遂引咎辞职。10月，佟麟阁先赴兰州休息，一度解甲归田，回原籍高阳县边家坞村居住，侍奉双亲。
1929年1月，南京国民政府召开整编会议，冯玉祥的第二集团军为第二编遣区辖十二师。佟麟阁重被启用，任整编以后的第十一师师长。
1930年中原大战期间，佟麟阁奉冯玉祥之命，在西安建立新一军，任军长兼第二十七师师长，负责召集西北军旧部，招募新兵，积极训练，巩固后方。
1932年8月，宋哲元任察哈尔省主席。佟麟阁受宋的邀请担任察哈尔省警务处长兼领张家口公安局局长。
是年5月，冯玉祥通电全国，号召进行武装抗日。在此之前，冯玉