马廷贤对吴的欢迎招待极为奢华，行辕设在天水当时最为壮观的九间楼，接待工作由参谋马达谋、副官马占麟、副官处书记蒲聘如(天水市人)全力操办。但计划的行辕地址已破旧不堪，因马部破城后，韩进录的骑兵卫队就驻扎在九间楼，楼道上下已成为马圈，为便于马匹通行，楼梯早已被垫为路坡，楼内楼外也被糟蹋得不成样子。于是采取紧急措施，组织人员突击抢修，由天水县政府拿出六千块银元作为装修费用，调集工匠日夜施工。在吴到达之日，九间楼已焕然一新。吴的卧室设在九间楼最后一间房内，室内布置富丽堂皇，床上是绸缎被褥、俄国毛毯、黄绸帐幔。行辕内外灯火辉煌，楼前正门扎有大型彩门，上飘各色彩旗，下悬精制宫灯，正中挂“孚威上将军行辕”金字大匾，光耀夺目。对联是：文章西汉两司马，经济南阳一卧龙，缓带轻裘羊叔子，纶巾羽扇诸孔明。行辕东西也各搭有彩坊，也有对联，东边是：大树将军瞻帷暂驻，轻骑都尉檗戟遥临。西边是：我佛如来皆大欢喜，斯人不出若苍生何。对联均为邑绅贾缵绪手书。行辕四周卫士林立，戒备森严，望之俨然，一派虎将雄风。
吴到达之日，马廷贤率全城官绅前往城郊天水郡迎接。军队、学生、群众数千人夹道欢迎。吴与其夫人张佩兰各乘藤轿，随员均乘马而行。另外还有卫队百十人和八大处幕僚。与吴同时到达的高级官员有参谋长张佐民、政务处长刘泗英、交际处长刘宜宾、军需处长张锡九以及白品清、郑伯庸等，其余均为原直系军队中部分师、旅长。吴进城后亦下轿乘马，他身着长袍马褂，头戴礼帽，斯文彬彬，不时向欢迎人群点首致意，然后即到九间楼行辕休息。
马廷贤在吴到达天水的第三天，于天水东校场举行了隆重的欢迎会，全城官绅、机关职员、学生、军队等都前往参加。吴在欢迎会上发表了长篇演讲。开头就大讲孔孟之道，以其治国平天下等语；接着又用中庸之道诋毁了孙中山先生的三民主义；还讲了易经上一段话“有天地然后有万物”的道理；最后强调说：“天卞兴亡匹夫有责，国民党政府专权卖国，希望西北回汉，团结救国，我是个军人出身，愿为抗日救国牺牲一切。”吴每讲一句，旁边站立的一位随员即大声照样宣读一句，听者都感到可笑。
吴留居天水期间，马迁贤对他的生活非常照顾，每天都以箍席招待，城内着名厨师会来子、周明元等负责膳食操作。饭菜分为三等，吴及其夫人每顿吃鱼翅席，八大处头目吃海菜席，卫队及一般随员吃“八大碗”。一时复兴茂、福兴和等几家城内有名的南贷店的鱼翅、海参、鱿鱼均被购买一空。
吴出身秀才，喜读经书，常以儒将自诩。在天水时深居简出每早除下楼到花园散步一回外，其余时间均在室内活动，空闲时还爱读易经，并用朱笔逐句圈点。每日来行辕拜谒者川流不息，大都为各县士绅和马的部下，吴对来宾只谈四书五经，或书法诗文，不谈政治。吴喜爱书法绘画，对求字题词者乐于接待，慷慨应承。书写时胸前常系一白围巾，运笔潇洒自如，一挥十数幅亦无倦意。并常与求墨者促膝相谈，古今中外，天南地北，无所不谈，文人士绅都以求得大帅“墨宝”为荣。前清翰林哈锐，邑绅贾缵绪，拔贡牛芮青，南湖居士杨本植等也常随其左右，谈经论史，赋诗助兴。当时的献诗今多散佚，唯哈锐的《赠吴子玉将军》七绝八首仍存，特抄录于后：
万劫鏖残老病身十年魂梦望青尘，
补天筮肯来西北醉尉何人尔敢嗔。
韬钤自昔有家风余子纷纷一洗空，
敌国舟中名论在凭将只手障川东。
蜀山息影偃麾旌雾影从教髀肉生，
刊落棱威有本色依然万里一长城。
韦编在手定行藏四圣心传未渺茫，
疆场折冲余技耳千公太乙一毫芒。
上策古今拼一走北胡南越忍包羞，
岩岩一柱擎天立到处人争识故侯。
少陵论将贵廉耻北斗以南更有谁，
赢得全球人格在爱钱惜命究何为。
金宋当年此战争君家磷蚧最声名，
只今地网留遗迹话到劫灰泪暗倾。
忍把神州袖手看如闻父老劝加餐，
何当一怒噎蛇豕矍铄伏波再据鞍。
吴在天水以孚威上将军名义，委任军政要职，任命马廷贤为“骑兵禁卫军总司令”兼“陇南护军使”，委任马部六个团长为师长。对各县士绅、县长等委以顾问参议等名义。对独霸各县的土军阀也委以要职，如西和的马尚智、武都的周富银、文县的赵光玉、康县的魏成弟等都委以师长或司令名义，进行拉拢。
吴还采取发展会道门形式，网罗各派地方势力。他一人甘就在文县大讲“无极老母，“燃灯古佛”之类的迷信神话。到武都又组织所谓“精一大道”，他取书经中“人心惟危，道心惟微，惟精唯一，允执厥中”之意，吸收道徒讲道。在天水行辕也有一种叫“桃园普度”的组织，鼓动地方人士签名参加。吴自己也好迷信，喜占卜算卦，他对民国初期名扬海内的王神仙推崇备至。王神仙，名威，字显斋，天水县利桥人，年少时曾从军利桥营，因胸怀大略，嫉世不仕，便出游名山，后隐居京师。他虽出身行伍，但饱览经史，能过目不忘，兼之武功超人，曾被闻名中外的中华武术大师万籁声先生拜为老师，亦有剑侠之称，为当时国内传奇人物。适逢这年由京归里省亲，吴曾两次派副官请王卜卦。王来行辕，吴设宴盛情款待。宴后并未卜卦，两人闲谈了一会儿后，王便要求告别，临行时只在吴的手心指画了一个“走”字。没过两日潼关行营便发出密令，让马廷贤将吴扣留，马即催促吴去兰州，并送给路费银币四千元，吴便率随从人员于10月底匆匆离开天水去兰州。
吴离天水后，马廷贤将吴所发委任状寄呈潼关行营，表示坚决拥蒋，并派人诱杀了驻扎两当县的吴佩孚卫队旅长兼陕甘边防司令周庆仁，收并其部队两个团。事实上已公开反吴。
蒋、冯、阎大会战后，国民军全部开出潼关，甘肃防务空虚，地方军阀乘机而起，各据一方。马廷贤占天水称陇南路军司令，鲁大昌据陇西、岷狄称陇西路军司令。陈硅璋、黄得贵各称陇东、陇北路军司令。共推马廷贤为联军总司令。马仲英又独据河西，各派势力均与省方分庭抗礼。兰州方面，由于雷中田发动政变扣留马鸿宾后，甘肃临时省政府便以马文车为首。吴佩孚想利用调停雷马纠纷的机会，拉拢地方实力派，以作自己的政治资本。他在天水就向兰州发出呼吁和平解决争端的电文，并派代表金殿甲、何占鳌、马世祥等到兰州活动。所以，临时省政府得知吴要来兰州，也很欢迎，还特拨招待费三万元，组织筹备会，筹设了“吴上将军行辕”。另外，由于雷中田、蔡呈样等军界要员均为吴之旧属，他们不仅与吴有师生感情，而且也仰慕吴在当权时不借外债，失败时不入租界，是一位有气节的爱国军人，也希望吴这次来兰能帮助他们妥善解决好“雷马事变”。
11月7日，吴率随从二百余人，于中午12时左右到达兰州阿干镇，下午3时到达水磨沟八里窑，受到兰州军政要员雷中田、马文车、高振邦、潘振云及机关团体领导人物的欢迎，然后即到民政厅行辕休息。行辕门口悬挂“慈航普渡”大匾。吴佩孚到兰第三日，即和平解决了雷马纠纷，雷释放了马鸿宾，马让出永登暂驻河西，由高振邦派人送马鸿宾出城到他的部队驻地朱家井子。于是，兰州各界对这位没落将军十分推崇，一时欢宴或欢迎会几乎每日都有，吴在每个场合，也处处表示自命不凡。
吴在忙于应酬的同时，派随员刘宜宾、金殿甲偕同甘肃回族人士郭福全前往西宁与青海代主席马麟进行洽谈，同时由政务处长刘泗英以四川军人代表名义(刘与邓锡侯关系最深，实际是邓的代表)和当时在兰州的青、宁、新、甘四省的军政首脑酝酿拥吴出山，遂由青海省代主席兼骑兵第一师师长马麟领衔18人联名发出“拥吴出山，共谋国事”的通电，另有李谦者以“回部全权代表”名义，也同时上书蒋介石、张学良、于右任，主张“拥吴坐镇西北，以解中央后顾之忧”。
本来，蒋介石对吴佩孚的入甘活动就非常注意，命令杨虎城随时监视吴的行动。当五省将领联名“拥吴出山”的通电发出后，使蒋介石更感不安，于是毅然命令杨虎城派队入甘“平乱”，借以驱吴离甘。
杨虎城在接到蒋介石命令后，即派17师师长孙蔚如率部入甘。吴得到陕军入甘消息后，即感到惊慌，遂与雷中田、高振邦等研究对策，一面作军事部署，由雷中田率部在会宁、定西一带布防抵御，一面电告四川邓锡侯予以支援。并致电杨虎城劝阻军事行动，杨复电谢绝。陕军孙蔚如很快经过平凉，联合驻陇东的新13师师长陈硅璋率一个旅和两个骑兵团的兵力，同时西进。兰州情势日见紧张。到12月6日，陕军一部已由静(宁)、会(宁)取小道绕至车道岭、狼头庄，横断雷中田部与省方的联络。不过两日，雷中田，高振邦部阵地全失。8日下午，兰州四墩坪突然发现骑兵奔驰，市民恐慌，纷纷躲避。原以为是陕军入城，后来才知道是鲁大昌部进驻阿干镇，派来防堵马鸿宾部进入兰州的部队。9日，陕军杨渠统旅的代表持杨的洽谈和平进入省城的函件进城。至此，吴企图向北方发展，东山再起的幻想在蒋介石的强大压力下遂即破灭，不得不携同眷属和随从人员与马文车等昏夜仓促离兰，经宁夏转赴北平。