其实张作霖为这次战争做好了充分的战略准备，除前面所提到的反直三角联盟外，实际上还在直军内部同时还安排了一个秘密的三角联盟直插吴佩孚的中枢机构所在地洛阳，段祺瑞的皖军失败后，表面上剩余的势力只剩浙江的卢永祥，实际上，江苏的齐燮元，安徽的张文生都与段祺瑞有千丝万缕的的关系，而山东督军田中玉，尽管主动向曹锟投诚，但他始终是段祺瑞的门生，而陈树藩无时无刻都在图谋回到陕西位置上，山西的阎锡山自是深藏不露，最重要的是洛阳心脏腹地的赵倜，吴佩孚在洛阳大举练兵，中央的军费又是不足，赵倜为了讨好吴佩孚，不得不时常从省财政中拔出经费相助，这使的赵倜的弟弟赵杰相当不满，可又无可奈何，上面所说的这些所谓投向直系的督军，实际上是墙头草，风吹两面倒的角色。

吴佩孚对这种情况自然是非常的清楚，他知道这是一场置之死地而后生的战争，一旦失败，必然成为一场墙倒众人推下的牺牲品，但不管怎样，还得从战略角度上来防止这场来自直军内部的危机，实际吴佩孚能够真正指挥的嫡系省只有湖北的萧耀南，但他必须坐镇湖北，这次战争中的大部分枪炮，大部分均由汉阳兵工厂负责供应，而陕西的冯玉祥，他始终不是他辖下兵马，吴佩孚一直对他怀有戒心。这时吴佩孚在战前为这些内部的反直势力做了一个最终的决定，把河南和陕西的督军位置互调，让他们彼此都无法调动自已的军队。

战略布置上，奉军此次可谓倾巢而出，奉军总部设于军粮城，入关奉军兵分两路，张景惠下辖西路三个梯队的驻长辛店，东路张作相下辖三个梯队于永清，另外许兰洲的骑兵下辖三旅为机动部队，大致呈线一字长蛇阵，出动兵力约有十二万之众，对直隶保定形成包围之势，

吴佩孚这时急忙调整策略，将原打算设在洛阳的战场重心转移到直隶保那边，再将所部五个师十大力设为三路，以王承斌率领三个师为中路主攻奉军东路，由彭寿莘率三个混成旅，由孙岳率三个混成旅各分为东西两路以犄角方式辅助中路，所部显三角对应呼应，最后以冯玉祥为后方总司令统领三个师驻郑州保障大后方，为保证山东德州兵工厂，特备一师由皖系归降的张国熔守防，实际总兵力约为六万余人。

做完这一切之后，吴佩孚在洛阳对他将士动员宣言时，声泪俱下，而直军将士听闻无不群情激涌，从战争规模上看，这确实是一场前所未的的背水一战，单纯从人数上看，奉军以二倍于直军的军队实力表示本身就是一场的不对等战争，而且这是一场现代化的肉搏战，战争双方出现的武器出现的是机枪，榴弹，地雷等现代化武器，其杀伤力和规模都是空前激烈，这是注定将是一场比直皖战争还惨烈的现代化内战。

战争很快打响，东路奉军以绝对的兵力优势首先对直军的中路造成了极大的伤亡压力，东路张作相下辖张学良是奉军中的精锐队伍，而当然吴佩孚的大将王承斌更是久经沙场，在东路的主要对决阵地，杨柳青几经易手，奉军不断增兵支援，许兰洲的骑兵不断骚扰，直军彭寿莘的兵力加入也不断增援，静海一带，成为直奉双方激战的抢夺阵地，固安城同样几经易手，地雷战给双方均造成极大伤亡，不分胜败。

而在西路张景惠所部长辛店、琉璃河、卢沟桥，战事首开，奉军就是炮火压倒性优势首先夺得优势，孙岳组织几数反攻都被炮火打退，战事传到河南，赵倜认为直军必败，立即宣布河南武装独立，而冯玉冯玉祥在关键时候突袭河南赵杰，直接进行缴械，再将所部投入西路战场，在冯玉祥后路的加入，吴佩服下令孙岳派出骑兵，诱使其奉军再次消耗大量弹药，奉军很快弹尽，再加上地雷战的配合，奉军伤亡惨重，吴佩孚从西路这里找到突破口，直军攻入长辛店。关键时刻奉军安排在前线的第十六师本是冯国璋队伍，首启倒戈，而绿林出身的张景惠鲜有见过此等激烈的场面，见前线败退，再也支撑不住，仓皇退出天津，西路奉军群龙无首，所部四散，一路溃散，被缴械的足的三万之余人。

而在东路的奉军，见西路张景惠，觉得大势已去，尽管张作霖一再电令张作相坚持，为保存实力，张学良率部撤退，张作相也放弃永清，退守天津，直军连克杨村、廊坊，自此奉军大败，兵退滦州，张作霖在沈阳死活都不相信，自已在东北数十年经营的十二万奉军如此不堪一击，八九天的战斗之后损失七万余兵马。

徐世昌见战事已定，下令奉军退出关外，查办梁士诒等战争祸首，宣布将张作霖一并撤职，调吴俊升为奉天督军，任命冯德麟为黑龙江督军，同时直接任命冯玉祥为河南督军，张镇华为陕西督军，此时东三省各团队联名通电不接受中央“乱命”，直军一路追击，占领军粮城。关键时刻，直军追至山海关时，日本以军事保护的权利，要求不得进犯山海关，直军军航开至秦皇岛，受多国军舰干涉，不得再行前行，张作霖得以顺利撤退出关外。

张作霖退回沈阳，宣布自任东三省自治保安总司令，东三省闭关自治，与此时，日本关东军也一并宣布满蒙独立。在列强的调解下，张作霖派出孙烈臣，张学良，而吴佩孚也派出王承斌，彭寿莘在秦皇岛外国军舰上议和，直奉战争最终以张作霖一败涂地，吴佩孚一战成名为终结。吴佩以胜利者的姿态从此站立在中国权利顶端，直军上下甚至直接宣布“直系就是中央”

战后河南成为吴佩孚首要解决的问题，河南的赵倜因为信息失灵，在关键时候宣布独立，吃了最大的哑巴亏，吴佩孚知道，赵倜吃这一亏，一定会乖乖听话，特别赵倜旗下的宝德全在战中立下汉马功劳，因而准备立他为河南军务帮办，可是冯玉祥毫不客气，不等中央命令下来，立即在把宝德全拉到田地里就地枪决，彻底坐稳了河南督军位置。而此时吴佩孚被舆论所拥护，各地的军政文化名人、各国驻华使节云集洛阳，清废帝也派出其“摄政王”前来祝贺。他早已被以少胜多的光环所围绕，无心再顾及冯玉祥的擅作主张了。