1920年的直皖战争是直奉两系军阀联合对付皖系军阀。战争结束以后，直奉两系军阀“合作”，共同把持北京政权。

但是，军阀之间的“合作”都需要打一个问号，因为从皖系军阀失败的第一天起，直奉两系军阀从各自利害关系出发，在收缴败兵和军械、瓜分和争夺地盘的斗争中，尤其是对北京政府的控制上，争夺异常激烈。

1922年，直奉系军阀为了争夺对北京政权的控制和扩大自己的地盘开始了第一次直奉战争。在这场战争中，张作霖率领奉军十二万五千人入关，混战不到一月，死于枪弹炮火者二万余人，战伤及逃亡者一万余人，被围缴械者四万余人，仅剩二万余人逃出关外。

其实就直奉两军实力对比来讲，直军投入兵力约十万人，其中有三分之一的兵力用来巩固后方，因此奉军入关的兵力几乎超过直军人数一倍。直军的武器虽有汉阳和巩县兵工厂制造及从外国购入的一部分，但是远不如拥有大炮一百五十门、机关枪一二百挺的奉军。

此外，直军的军饷仅限于河南、河北两省及京汉铁路的收入，与拥有奉天、吉林、黑龙江的奉军相比，财源有限。而且，直系军阀控制的地方处于中原一河北、河南、湖北，进虽可战，退则难守。而奉系军阀所控制的奉天、吉林等地，连成一片，进可以攻，退可以据山海关以守，保全关外，绝不致一败涂地。由于奉军的实力明显超过直军，在这一战中，张作霖充满信心。

在直奉两军正式交战前，两军的战线迅速逼近，就发生了数次摩擦。4月26日开始，由直系首先发起攻势，当日凌晨3时半，吴佩孚下令各军前进，由琉璃河、固安、永清三路同时进攻，限一星期攻到天津。

当天下午双方在任丘、河间一带交火达三小时之久。27日夜里，东路直军在姚马渡进击李景林部，交战一昼夜，奉军占领姚马渡、南赵扶等地。到了28日拂晓，静海、马厂、良王庄均有摩擦。

当天的东路直军第二十六师由马厂进至唐官屯，与文安、霸县、固安、琉璃河连成一线，并进攻青县，奉军李景林部以两混成旅之兵力反攻，直军败退大城。奉军连克大城、霸县。因此，吴佩孚便向全国通电，大造奉军进攻直军的舆论。

在吴佩孚的指挥下，直军在东路由第二十四师师长张福来等人围攻马厂，并派大批骑兵由京东出通州、蓟州，奔袭卢龙，以断奉军归路。在西路又以第二十三师及第十三、十四两混成旅与良乡一带奉军激战，双方虽然死伤甚众，但良乡终为直军所占。

在军情急骤升级之时，豫督赵倜任宏威军第一混成旅旅长马灿林为河南援直总司令，率该旅及豫北巡缉营赴保定助战，直军声威大震，而奉军却处于被动。于是，张作霖于28日晚赶至军粮城，自任镇威军”总司令，任孙烈臣为副总司令、杨宇霆为参谋长，沿京奉、津浦两路布置军队，29日，奉军发出总攻击令。

至此，由于直奉军阀的斗争逐渐升级，终于爆发了第一次直奉战争。张作霖坐镇军粮城，自任奉军总司令，兵分东西两路。东路在马厂一带，配备一个师（二个旅）、八个旅、两个骑兵旅又两个团的兵力，以张作相、张学良等统率，直属于军粮城总部。

西路则设司令部于长辛店，配备两个师（四个旅）、二个旅的兵力，以张景惠为司令。两路兵力分别沿津浦路和京汉路向直军阵地推进。吴佩孚根据奉军东西两路兵力的配备和张景惠在西路部署缓慢、混乱的状况，发现了奉军布阵上的薄弱点，确定了“先拿下长辛店”的战略目标。

吴佩孚将直军的主要力量，包括第三师在内的三个师又四个旅的兵力集中在四路，用以实现其战略目标。在东路配备两个师的兵力，取守势，先挡住奉军的攻击，再以两个师的兵力集结陇海路，任冯玉祥为司令，随时应急救援。

战争开始后，以西路战事最为激烈。先是直军全力向长辛店进攻，奉军列炮而守，使得直军伤亡惨重，于是吴佩孚开始亲临督师，派出直军一旅兵力，绕道长辛店右侧，攻击奉军侧翼，以配合正面直军进攻，终于攻下长辛店。

但不多久，奉军的援军便到达，趁直军阵地未稳，立即组织反攻，又把长辛店夺回。到了五月三日，吴佩孚在稳定好东路战事和调遣到冯玉祥所率一部及靳云鹗的一旅人马后，下令西路直军发起全线总攻。

吴佩孚让一路由师长张福来率领直军大部，正面进攻，袭击长辛店方面的奉军。另一路由自己亲率官兵数千，迂回到长辛店背后，侧击芦沟桥附近的奉军。再一路由旅长孙岳率兵一营，穿插至长辛店右侧，攻击芦沟桥到丰台之线的奉军。当奉军还摸不准直军主攻部队在哪里时，直军已占领了长辛店西凤凰山，向奉军两翼迁回。

奉军陷入重围并渐感不支。奉军第十六师师长邹芬首先停止战斗，投降直军。西路奉军司令张景惠所率其它部队亦向丰台溃退。五月四日，直军趁势攻占了长辛店，西路奉军迅速溃败，奉军被直军追击缴械者总计达三万人。

西路奉军溃败，影响了整个战争的进程。直军西路告捷后，吴佩孚随即迅速抽调兵力到东路，采用反包围战术进行进攻。反观奉军，因长辛店的战败，各路均无斗志，先退往军粮城，又滦州，最后张作霖收集残兵败将逃往关外。

张作霖在这次战争中的败北，也使其暂时无力染指北京中央政府的权力。5月12 日，在日本关东军的支持下，张作霖宣布东北三省独立。19日，张作霖出任东三省保安总司令。此后，张作霖不得不将其势力暂时收缩到关外，并开始在东北标榜“保境安民”。

张作霖全力加强对东北地方的权力整合，从政治、军事、经济方面加强对东北地区的统治力量，巩固其在东北的统治地位，伺机卷土重来。这种不断强化的军阀专制权力构造，也成为奉系在第二次直奉战争中胜利的先决条件。