徐樹錚是典型的中國謀略型將領，外蒙古地域遼闊，中國軍隊實際上又兵力不足，且軍械皆來自國外貸款所購，徐樹錚效仿孔明增灶，一路上旌旗招展、大肆張揚，自謂作左宗棠收復新疆之第二，直取庫倫。段履莊作為蒙古通，鞍前馬後為徐樹錚爭做嚮導與顧問。但他忙前忙後運輸草料，為了戰局的勝利把分內的責任也忘了，後來段履莊被「大盛魁」開除也就在預料之中。
庫倫當局對是和是戰一直搖擺不定，加上中國軍隊為西北參戰軍精選的勁旅，因此在路上，蒙古哨卡對這支軍隊基本不敢抵抗。對於異動者，徐樹錚在門哥托草原擺下鴻門宴，殺一儆百，從而使當地蒙古高層人士臣服。唯一敢於和中國軍隊交戰的是原俄國顧問變成的白俄股匪，但是他們只是劫掠物資，並無政治目的，因此無法阻擋中國軍隊的前進。
中國騎兵曾經和俄軍交手，對所謂哥薩克騎兵的騎術也並不恭維，他們唯一比中國軍隊厲害的地方是下坡的時候敢於雙手放開，依靠雙腳控馬，而且依然能夠持槍還擊。而中國軍隊只有上坡的時候敢做這個動作。一路上徐樹錚記日記，對在外蒙古看到長城非常詫異，懷疑是秦代長城的餘脈。並認為應該為外蒙古修建公路，加強中華文化教育。但他主要的精力還是在軍事上，他認為外蒙威脅西伯利亞交通，如蘇俄稍有緩遐，必進佔我邊疆領土，便佔領庫倫不得全功，因此隨即命令高在田等部隊離開主力，攻取買賣城(今恰克圖)、烏里雅蘇臺、科布多、唐努烏梁海等地。因為中國軍隊進展迅速，俄國方面內亂重重，猝不及防，所以未及時做出反應，只能坐視中國軍隊佔領外蒙各要地。
徐樹錚自率主力一旅，兵臨庫倫。經過十一個月的討伐，1919年11月，徐樹錚將軍的部隊開進了庫倫，外蒙王公俯首稱臣。局勢初定，徐樹錚毫不手軟，隨即命令陳毅返回內地，否定《六十三條》，把外蒙古偽政權的內閣總理巴德瑪多爾濟「請」到了自己的司令部，對哲布尊丹巴加以軟禁。
1919年11月17日，歷史永遠記住這一天，外蒙古正式上書中華民國大總統徐世昌，呈請廢除中、俄、蒙一切條約、協定，回到中華民國懷抱！中國政府隨即開始在外蒙古實施如引種蔬菜、修建公路、開辦銀行、創刊日報、加強中華文化教育等一系列有益於當地的事業。
段履莊這一回本應該抓住機會，趕快緊縮銀根，遺憾的是段履莊又一次喪失了主動權，他愚妄地判斷外蒙不會再「獨立」下去。他根本就不清楚國內政局其實也是處於最不穩定的時期，可以給自己撐腰的民國政府，正在四分五裂、狼煙四起，為了爭奪中國最終的掌控權，各路軍閥已經無暇顧及蒙古這塊中國西部最遼闊的疆域了。
蒙古「第二次獨立」
時隔不久，1921年外蒙古又鬧起了第二次「獨立」。當時北洋軍閥由於直皖戰爭，局勢混亂。於是，各種外部勢力又想渾水摸魚。遠東白俄謝米諾夫的軍隊在東北日本軍人的支持下侵入外蒙古，佔領庫倫，扶植起新的政權。
蘇俄紅軍也乘機進軍庫倫，7月，在紅軍的支持下，外蒙古又成立了親蘇的新政府，實行君主立憲制度。11月5日，外蒙古宣佈成為「獨立國」，建立「人民革命政權」。同日，蘇聯和外蒙古訂立了《蘇蒙修好條約》，雙方相互承認為合法政府。
北洋軍閥因忙於彼此之間的戰爭，無暇顧及蒙古再次獨立一事。作為一種外交形式，北京徐世昌政府發佈了一份聲明，譴責外蒙古企圖分裂中華民國的行徑，不承認外蒙古的獨立。從1933年7月1日的山海關報告反映，東北淪陷，從關外返回的山西商人達十七萬之眾，估計不及晉商的三分之一。
當時，中國的政局長期混亂。南北對峙、北伐戰爭、蔣介石反革命政變、國共分裂、中蘇斷交，以及1931年「九一八事件」後東北淪陷和1937年抗日戰開始。沒有一個中國政府有能力去處理在蘇聯保護下的外蒙問題。事實上，外蒙古從此就真正脫離了中華大家庭，日益成為蘇聯的衛星國。
這個由清代山西人開辦的對蒙貿易的最大商號，極盛時有員工六七千人，商隊駱駝近二萬頭，活動地區包括喀爾喀四大部、科布多、烏里雅蘇臺、庫倫(今烏蘭巴托)、恰克圖、內蒙各盟旗、新疆烏魯木齊、伊犁和俄國西伯利亞、莫斯科等地，聲稱其資產可用五十兩重的銀元寶，鋪一條從庫倫到北京的道路的商號——「大盛魁」終於在經歷了二百八十年的歷史後，從輝煌走向了沒落。1924年蒙古成立共和國，實行共有制，山西商人在蒙古的資產全部喪失。直接經濟損失一千萬兩銀子，馬、羊有幾十萬隻，全部留在了庫倫。「大盛魁」元氣大傷，再也無力回天。
1921年「大盛魁」聯股承辦綏遠地方電燈股份有限公司，翌年因搬遷停業。復於1924年開工，次年發電，不久又因機器故障停業。段履莊仍雄心不已，親自主持復業，改為「綏遠塞北第一電燈股份有限公司」。「大盛魁」因此耗資七十餘萬元，辦電廠三起三落，未收到任何經濟效益，反使商號虧累太甚。
閻錫山稱讚「大盛魁」是開發西北的鑰匙，段是西北大實業家。晉北鎮守使張漢傑常代閻在大同迎送段。1925年，閻錫山表示願向「大盛魁」投資(它不需增資)，又要開雙福公司，請段兼經理，段履莊薦渠東海代理。
1929年正當「大盛魁」清償債務即將宣告停業之時，孔祥熙派人員與段接洽，以資助二十萬元維持「大盛魁」。然區區之數如杯水車薪，仍不可挽救商號覆滅的命運。民國二十三年(1934年)，孔祥熙再次提出，由國民政府實業部出資一百二十五萬元，讓段辦理「大盛魁」復業事宜，又因日本支持的冀東偽政權干擾而未能實現。至此，段深感無強大祖國作後盾，個人縱有雄心也只是徒勞。
在「大盛魁」，財東和經理之間的矛盾、鬥爭也很尖銳。1930年，財東王玉競刺殺段履莊未遂而積憤身亡。1931年，「大盛魁」開除段履莊，改推陳嚴甫為經理。
民國二十六年(1936年)，「大盛魁」將段履莊開除出號。段愧疚流涕，他在最關鍵的時候沒有聽從同鄉好友常運衡的勸告，現在已經後悔也來不及了，他稱自己是毀壞奠基二百餘年大商號之罪人，「本欲有所作為，而其奈大勢何!」
二戰臨近結束的時候，眼看即將成為四大戰勝國之一的中國，在外蒙古問題上遭到了一次沉重的打擊。1945年2月，美國總統羅斯福、英國首相丘吉爾和斯大林在雅爾塔舉行三國首腦會議。在商討對日作戰問題時，斯大林提出蘇聯對日作戰的條件之一是「外蒙古的現狀須予維持」。斯大林的要求得到了羅斯福和丘吉爾的同意。斯大林所說的「現狀」就是指「蒙古人民共和國」的合法性。這是他們背著中國搞的一筆骯髒交易，嚴重損害了中國的主權和利益，公然踐踏了公認的國際準則。
1945年6月15日，美國駐華大使赫爾利奉命把雅爾塔協定的內容正式通知了蔣介石。蔣介石感到憤怒，卻又無可奈何，只得派行政院院長宋子文、外交部長王世傑和蔣經國赴莫斯科談判。
1945年6月底至8月中旬，中蘇雙方在莫斯科舉行多次會談，爭論激烈。斯大林幾乎是以威脅的口吻對宋子文說，外蒙古必須獨立。外蒙古人民「既不願加入中國，也不願加入蘇聯，只好讓它獨立」；如果中國不同意，蘇聯就不會出兵打日本。宋子文據理力爭，毫無結果，也曾經提出過給外蒙「高度自治權」的主張作為妥協，但蘇方一概拒絕討論。
這樣，在嚴酷的既成事實面前和強大的國際壓力下，無可奈何的蔣介石只得指令宋子文接受蘇方條件，在蘇聯尊重東北的主權、領土完整，不干涉新疆的內部事務，不援助中共等三個條件下，允許外蒙古「獨立」。1945年8月14日，宋子文、王世傑簽署了《中蘇友好同盟條約》及其附件。雙方關於外蒙問題的換文是這樣說的：「鑒於外蒙古人民一再表示其獨立願望，中國政府同意，將在日本戰敗後舉行公民投票以確定外蒙的獨立。」當然，所謂「公民投票」不過是蔣介石為了下台階而採取的一種辦法。所以，後來奉命前往觀察外蒙古「公民投票」的國民政府內政部常務次長雷法章臨行前，蔣介石特別交代：只是「觀察」，不得「干預」。
1945年10月20日，外蒙古當局一手操辦了這次「公民投票」(記名投票)。據外蒙古方面的報道稱：共有四十九萬選民，「98的選民參加了投票，一致贊成獨立」。雷法章事後對這次投票的評價是：「其辦理投票事務人員，對於人民投票名為引導，實系監視，且甚為嚴密」，「此項公民投票據稱為外蒙人民重向世界表示獨立願望之行動，實則在政府人員監督下，以公開之簽名方式表示贊成獨立與否，人民實難表示自由之意志」。
1946年1月5日，中國的國民政府正式承認外蒙古的獨立。
而段履莊的結局則更令人悲歎。1937年，日本侵佔綏遠，商界人士曾請段履莊牽頭組織維持會，被嚴詞拒絕。日特務機關亦曾登門拜訪，許以高官厚祿，段履莊乃托詞年老多病婉拒。後段履莊又遭日特白玉恫嚇，眾人勸其暫避，然仍處之泰然，並說：「與其跪著生，不如站著死，何懼之有！」不久加入蒙綏地區抗日救國會。1940年，被秘密逮捕入獄，遭嚴刑拷打，但始終堅貞不屈。經多方營救，入獄九十七天後釋歸，已遍體鱗傷，頭部尤重。口不能言，三日後，與世長辭。在席力圖召（呼和浩特地區規模最大的喇嘛教寺院）住持相助下，送屍體返籍安葬。
段履莊臨死也不會忘記常運衡對自己曾經的勸告，常運衡在家裡排行「老九」，從此後人們就給他起綽號叫「常老救」，可惜「常老救」可以救得了孔祥熙，可以救得了自己家的銀兩免於損失，但是永遠也救不了段履莊與「大盛魁」了。