吴佩孚提出撤换惩办曹锳的要求让曹锟很为难。碍于手足之情，曹锟仅免去曹锳二十六师师长职务，委张国熔继任。吴佩孚见内部一切准备妥当，立即分遣军队，向北前进。这时，直方的军队有王承斌所辖的二十三师，原驻保定附近；张国熔的二十六师，回驻马厂南面；张福来的二十四师，在四月中开驻涿州；第十、第十五两混成旅和第二、第三两补充团驻扎琉璃河附近；其余如第三师和第十二、第十三、第十四三混成旅都奉调北上，进驻涿州、良乡、清河等处。冯玉祥这方面，包括冯玉祥统辖的第十一师、胡景翼的暂编十一师、吴心田的第七师、刘镇华的镇嵩军、张之江的第二十二混成旅、张锡元的一旅、陕西陆军第一、第二两混成旅，都已出潼关进驻郑州一带，军势浩大。前卫哨兵和奉军愈接愈近，大有一触即发之势。吴佩孚坐镇保定，指挥调度，十分从容。一天，正在研究军情，忽然接到张作霖四月十九日发出的一通电报：

……统一无期，则国家永无宁日，障碍不去，则统一终属无期。因而作霖简率师徒，入关屯驻，期以武力为统一之后盾。凡有害民病国，结党营私，乱政干纪，剽劫国帑者，均视为统一和平之障碍物，愿即执殳先驱，与众共弃……吴佩孚见了这份电报，笑道：“张贼想以武力统一中国，真是自不量力。自古说‘兵凶战危’，照他这样好武黩兵，岂有不败之理？”于是吩咐秘书白坚武：“咱们不必理会他，那天直隶省议会不是也有一份电报吗？你只要做一份回答省议会的电报，表明我们的态度就可以了！”又对参谋道：“咱们的军队，已差不多调齐了，应该赶紧决战才是。我想另外拟一份电稿，拍给江苏、江西、湖北、山东、河南、陕西各督军和玉祥，叫他们跟我联名发一个通电，催张作霖立刻和我们决战，你看妥不妥？”参谋、秘书唯唯照办。

这时，直军已集结有十二万人，吴佩孚决定以洛阳为根据地，大队集中郑州，分三路进军：第一路沿京汉路向保定前进，迎击长辛店一路的奉军，以京、津为目的地；第二路侧重陇海路，联络江苏的兵力，以防止安徽马联甲的旧部和浙江卢永祥的袭击，另外分出一支军队沿津浦路北上，和东路张国熔联络，攻击奉军的根据地；第三路是冯玉祥的部队和陕军，集中郑州、洛阳一带，坚守根据地，兼为各方援兵。

调度完毕后，忽然接得间谍报告，说：“奉军因战线太长，已改变战略。大队集中军粮城，总司令部设于河北落垡，总司令由张作霖自己兼任，副总司令是孙烈臣。东路军分为三个梯队，从京奉、津浦一带向静海前进，永定河一带还有很多援军，据说有五个补充旅、九个混成旅。总计兵力有十二万五千人，都打着镇威军的旗号，向南方前进。”吴佩孚见奉军已改变战略，不得不将直军的布置略为调整。

奉、直战事愈迫愈紧，全国大部分地区都焦急万分，其中最着急的要算河南、河北数千万百姓。他们因禁不住军队的搅扰和摧残，而奔走呼号，求免战乱之苦。此外便是大总统徐世昌，因关系到自己的地位，倒也确实有些着急。还有各国公使，唯恐战事影响治安，累及外国人，接连向外交部递了三个警告书。于是，徐世昌迫于内外压力，下了一道命令，命张作霖、吴佩孚二人立刻移调军队。

民国六年以后，历任总统的命令都走不出都门。现在奉、直双方兵连祸结之时，一纸空言能有什么效力？尽管这时奉、直成为敌人，但痛恶徐世昌的心却不谋而合，奉方想拥出段祺瑞，直方想捧起黎元洪。各有各的计划，谁还顾及到徐大总统？

徐总统的命令下达后的第二天，两军非但没有撤退，反而愈加接近。同时，张作霖宣战的电报也到了各省。第三天夜里，西路便在长辛店开火了，接着东路马厂、中路固安也都发生激战。吴佩孚见战事重心在西路，便亲赴长辛店督战。前敌指挥董政国见总司令亲自到来，进攻格外猛烈，士兵气势也倍觉勇猛。奉军张景惠见直军奋勇直扑，传令炮兵队用排炮扫射，却没料到吴佩孚早有准备，令军士们都埋伏在树林中。那炮火虽然猛烈，却对直军没有造成太大的损害。双方鏖战了一天一夜，奉军把所有的炮弹都放完了，后方接济又没有到，炮火突然稀少起来。吴佩孚向董政国道：“敌方炮火已尽，我们不乘此机会进攻，更待何时？”董政国得令，当下命掌号兵吹起冲锋号来。直军奋勇而进，奉军死命抵敌，双方又战了好久。战到后面，奉军越来越抵抗不住，而且兵心也散乱下来。直军见敌军阵线将破，更加奋勇，奉军正要退却，梁朝栋带的大队援军赶到，奉军声势顿壮。梁朝栋命兵士用机关枪向直军扫射，直军伤亡惨重，吴佩孚传令立即撤退。奉军乘势一直追到良乡附近，直把直军逼进城中。

奉军想过去抄击，不料刚到城边，便踩中直军事先埋好的地雷，当场炸死几百人。张景惠慌忙传令，退回长辛店。吴佩孚见奉军退去，援军又赶到，便立即传令进攻，谁知奉军大队援军却先从侧面攻击过来。吴佩孚见状对董政国道：“敌军气势正盛，炮火又猛，我们先暂时退回良乡，再设计破他吧！”董政国虽然没明白什么意思，但军令所在，自然遵令而退，改攻为守。张景惠乘势进逼，吴佩孚又传令退军涿州。

这时恰好王承斌从中路赶到，王承斌是西路司令，由于吴督军西路，所以王兼管中路，听说西路屡退，连夜赶来。吴佩孚见了王承斌，笑道：“我军正待胜敌，你来干什么？”王承斌怔了一怔，不觉笑道：“特来庆贺。”吴佩孚握着王承斌的手，大笑道：“你以为我何故屡退？因为我已探悉敌军的军实弹械都在三家店，所以诈退诱敌，然后分兵去三家店，焚烧他的辎重，使他救应不及。我们再从正面向前急攻，岂有不能破敌之理？你来得正好，可代我挡住正面，我这就领兵去破三家店！”顿时，王承斌对吴佩孚的战略佩服得五体投地。

张景惠见直军屡次退败，涿州必然旦夕可下，于是进攻得十分猛烈。王承斌本是直方一员战将，自然竭力抵抗，不让奉军得一点儿便宜。支撑了两天，忽然见奉军急忙退兵，王承斌知道吴佩孚攻击三家店已经得手，张景惠要回去救援，便传令追击。奉军支持不住，只好退回长辛店。王承斌克复良乡，正要继续进逼，忽然见北面远远有一军队到来，顿时十分惊讶，连忙派人侦察。得知是吴总司令的军队从三家店回来，不觉十分惊疑。两人见了面，王承斌忙询问三家店的事情，吴佩孚道：“我军已围住三家店，正要攻下，却不防敌军第二十七师全部从丰台开来，我军两面受敌，损失不少呀！还好良乡已经克复，我军正好乘战胜之威，分三路进攻，以防敌军夹击。”商议已定，当下董政国率领本部，为左翼进攻三家店；王承斌为右翼，进攻丰台；佩孚担任中锋，进攻长辛店。

这时，张景惠率领一师扼守长辛店，忽然遇到吴佩孚亲自督兵进攻，便和梁朝栋、邹芬奋勇抵抗。梁朝栋奋不顾身，指挥兵士冲击，想不到炮火无情，忽然一颗子弹飞来，穿进他的前胸。只听梁朝栋“哎哟！”一声，栽倒在地。主将一死，队伍自乱。吴佩孚乘势冲锋，奉军纷纷溃退。张景惠遏止不住，只得拍马而逃。邹芬还想死战，不料左腿中了一弹，负伤逃走了。直军大获全胜，占领了长辛店。张景惠退到卢沟桥扎营，查点将士，梁朝栋已死，邹芬受伤，士兵们死伤更是多不胜数。张景惠不禁异常激愤，又抽调了几旅援军，誓死夺回长辛店。真是一人拼死，万夫莫当，一场恶战，果然把直军击退，收复了长辛店。吴佩孚被迫后退几十里路，到大灰场驻扎。当下，他想抽调援军，却探悉左翼还在相持之中，无法抽调，但若从别处调兵，又担心远水救不了近火。正在徘徊时，忽然士兵进来报告说，冯玉祥率领本部队伍到来，吴佩孚不禁大喜。冯玉祥见了佩孚，问及战事情形，吴佩孚说了一遍，冯玉祥沉吟了一会儿道：“敌军骁勇，只能用抄袭的办法才能获胜。如果敌军来攻，请总司令在对面抵抗，我率领本部从侧面抄过去夹击，这样可好？”吴佩孚大喜道：“如果用抄袭之计，最好从榆垡过去，可惜那里的地势我还不怎么熟悉。不如你替我在这里应付一切，我到榆垡察看形势，再作计议。”冯玉祥点头同意。不久，吴佩孚从榆垡回来对冯玉祥道：“榆垡地势不错，如由此渡河包围奉军，必胜无疑。只可惜王承斌已被我派去援助中路张福来，一时调不回来，而且奉军炮火太猛，我军进攻也很不容易，不知玉祥可有万全之策？”

吴佩孚向冯玉祥问破敌之计，冯玉祥想了想，道：“奉军炮火虽猛，但不能持久，我们不妨设计诱歼。可令我带来的老弱残兵为先锋，敌人见了必然轻进，等他们身入重地，炮弹不继，然后请大帅抄到他们背后去，那时敌人前后不能救应，必然大败。我们乘势进攻，就可以夺回长辛了。”吴佩孚称好，当下依计行事。两军交战，奉军见直军人少，战斗力弱，果然仗着炮火之威，拼命前进，一点儿不设防备。直军边战边退，退了好几十里。这边吴佩孚已抄到奉军背后，与冯玉祥前后夹攻，奉军大败，急急冲出重围，逃奔丰台。吴佩孚刚克复了长辛店，不想张作霖又加派了几旅救兵，让张景惠重夺长辛。吴佩孚奋勇抵御，一日之间屡进屡退，长辛店得而复失九次，最终因吴、冯二人都是武勇绝伦的大将，张景惠抵挡不住再次败退。此时，奉军中路也遭遇失败，许兰洲阵亡，张作相虽然善战，但终究不是王承斌、张福来的敌手，节节败退。奉军西路受牵动，不能再战。张景惠率领本部第一师和第二十八师退往南苑，却被驻京的直军一、九两师击溃。

奉军东路，开始时屡次得利，连占大城、青县、霸县等处，无奈因张学良受伤，不能猛进，等到西路失败的消息传来后，士无斗志，全部溃散。李景林只得率领全军两万余人退保良王庄、独流等处。不料直军进占落垡，乘势猛攻，李景林支持不住，只得撤退。中途又遭遇直军李景林军炮火截击，损失惨重，等到退回山海关时已所剩无几。张作霖见战事一败涂地，只得把司令部移到滦州，以图再举。与此同时，一面收拾残军，一面补充军实。

吴佩孚探知消息，随即也集中兵力，进行了一番布置。吴佩孚的前锋和奉军稍稍接触了几次，场场胜利，滦州附近的地方占领了不少。与此同时，吴佩孚命令海军总司令杜锡珪截击奉军的归路。杜锡珪原本没打算助吴，后因萨镇冰南下，说服蒋拯北上讨奉。蒋拯欣然答应，于是海军加入了直方。

张作霖战败以前，知道徐世昌屈于直军武力之下，对自己没有好处，已通电独立，东三省政事由东三省人民自主，不受政府节制，与长江及西南各省一致行动，同时暗地联络河南赵倜、赵杰兄弟，怂恿他们独立。赵倜因河南的直军太多，怕画虎不成反类犬，一时不敢轻动，但又怕将来直军战败，对不住奉方。左思右想，只得宣告中立，以免得罪任何一方。不料，就在宣告中立的那一天，奉军败退军粮城。赵倜顿觉十分懊悔，担心吴佩孚要和自己过不去，正左右两难时，忽然接到报告说中央查办奉、直战争罪魁的命令已下。赵倜不知查办的是些什么人，急忙细瞧，共有两道命令：第一道是敕令奉军出关；第二道命令才是查办罪魁，叶恭绰、梁士诒、张弧等人被夺职，勋位、勋章也一并被剥夺，并交由法庭依法讯办。

赵倜看完，叹息道：“事无曲直，兵败即罪，叶、梁等都是奉方的人，假如直方战败，这些人恐怕都是功臣了。”话虽然这么说，他心里却在盘算着如何与直派联络。因担心赵杰不知进退，做出什么不可挽回的意外举动，赵倜急忙拍了个电报给赵杰，令他不要轻举妄动。然而，赵杰在前一天已经闯下了一场大祸。原来，靳云鹗的军队驻扎郑州，因直、奉大战，形势吃紧，所以开拔北上助战。没料到，刚到和尚桥便遇着赵杰的军队，靳云鹗毫无准备，慌忙应战，抵抗了一阵，便败退待援。等到赵倜电报到时，已经来不及了。靳云鹗退至武胜关后，立即电告曹锟、吴佩孚以及直系各督军，请求支援。吴佩孚见了这电报，便批交冯玉祥办理。田中玉、陈光远、张文生、齐燮元等人分别致电冯玉祥和赵倜，愿意出面调停。冯玉祥知道赵氏兄弟已被奉方收买，因而不肯善罢甘休，他一面请赵倜制止赵杰进攻，一面派兵援救靳云鹗。赵倜见事已决裂，便和左右商议道：“冯玉祥如果真心调停，就不该派兵前来，显然他已不放心我了。要是由他削平老二，我的势力不就更薄弱了吗？到了那个时候，他必然会大举攻我。眼下不如乘他不备，暗地在半路袭击，打他个措手不及，总比坐以待毙好。”左右都怂恿他用武力解决。于是，赵倜派兵埋伏在中牟附近，专等冯玉祥的军队到来。冯玉祥一面派兵前进；一面另派精锐，绕出中牟，以备万一。赵军一见冯军便枪炮齐发，不防冯军的别动队从后包抄过来，两面夹攻，赵军抵挡不住，败回开封。这时，曹锟、吴佩孚还不知道赵倜攻击冯军的事情，所以在电呈徐世昌的时候，只谈及赵杰攻打郑州的事情。徐世昌在直军全权支配下，自然下了一道“削夺赵杰官职，依法讯办”的命令。

命令才刚发出，赵倜截击冯玉祥的报告又到了，徐世昌只好下令查办赵倜，改任冯玉祥为河南督军，陕西督军一缺由刘镇华兼署。与此同时，又颁布了一道查办张作霖的命令，将其蒙疆经略使、东三省巡阅使等职衔一律裁撤。调任吴俊升为奉天督军，冯德麟为黑龙江督军，袁金铠为奉天省长，史纪常为黑龙江省长。河南方面，赵倜、赵杰毫无抵抗之力，自然是逃之夭夭。

张作霖虽然战败，但在东三省的实力并未消减。徐世昌总统的命令颁布不到一天，东三省的省议会、商会、农会、工会等团体领袖为了巴结张作霖，立刻发电，否认张作霖免职命令。吴俊升、冯德麟、袁金铠、史纪常等自然也通电否认。张作霖在滦州方面，因前锋屡次战败，海军又图谋袭击后方，所以不敢逗留，支撑了几天便退出滦州。直军乘势占领古冶、开平、洼尔里等处。此时，吴佩孚的目光已从军事转移到政治上面，所以没有再大举进攻了。

起初，曹锟想请王士珍出来组阁，于是联络吴佩孚、田中玉、陈光远、李厚基、齐燮元、冯玉祥等人，一齐请王士珍出山，收拾时局。王士珍鉴于时局纠纷并未完全解决，吴佩孚又有别种用意，辞谢不同意。吴佩孚和左右商议，决定拥护黎元洪出山，以恢复法统为名来号召天下。旧参议院议长王家襄、众议院议长吴景濂，见国会有复活的希望，自然欢喜。他们在吴佩孚门下已经活动很久了，此时见吴佩孚要恢复法统，王家襄便竭力撺掇道：“南北分裂，实起于法统问题，大帅主张恢复法统，实是谋国的妙计。国会恢复，黎元洪复职，南方护法的目的已达到，当然情愿归命中央。那时统一中国的首功，除了大帅，还能是谁？美国华盛顿的功劳也不过如此而已。”吴景濂道：“大帅在战前就想奉黎元洪复位，但由于外交团的反对，大帅才没有实行。现在，奉军已一败涂地，中央的事情，只要大帅一开口，谁还敢说半个‘不’字？何况恢复法统，原是为国为民，并不是为自己谋利益，国民正求之不得呢！大帅如果肯做这样的义举，全国人民竭力拥护还来不及，谁还反对呀？”吴佩孚道：“我早已想过，恢复法统有两件事最重要，一是恢复国会，一是请黎元洪复职。只不知先做哪件才好。”吴景濂道：“不用说，自然要先恢复国会。总统是由国会产生的，不恢复国会，总统便没根据了。”吴佩孚道：“这件事，我已示意长江上游总司令孙传芳，请他做个发起人。他已拍过一次通电，你们见过没有？”王家襄道：“这事是吴议长向我说的，却不曾见过原电。”吴佩孚便把孙传芳的原电找出来，递给王家襄，只见电文中写道：

巩固民国，宜先统一，南北统一之破裂，既以法律问题为厉阶，而要想统一，即当以恢复法统为捷径。应请黎元洪复位，召集六年旧国会，速制宪典，共选副座。非常政府，原由护法而兴，法统既复，异帜可消。倘有扰乱之徒，应在共弃之列。

王家襄看完电文道：“这也奇怪，传芳这电报说得很切实，为什么竟一点儿响应也没有？”吴佩孚道：“这也没什么好奇怪的。你想，我们内部自己都没决定确实可行的办法，怎么会有人注意？既然你们两位都赞成先恢复国会，等我禀明老帅，和各省督军联名发一个通电，征求国民对于恢复国会的意见就是了。”吴景濂笑道：“这是好事，谁不赞成？何必征求别人的意见。”吴佩孚道：“话虽这么说，但总不能不这样做。而且我主张发电时，还不能单说恢复国会，必须要夹在召集新国会和国民会议联省自治两大问题里一起说，这才不落痕迹。”随后王家襄、吴景濂都唯唯称是。随后王家襄又道：“北方的事情总算告一段落了，南方的事情，也需注意才好。听说广东政府已下令，令李烈钧攻赣，大帅也该电饬老陈加紧准备才好。”吴佩孚道：“不要紧，南方政府免了陈炯明的职，陈炯明难道会就此罢手吗？你看着，用不了多久，广东必然发生内争。那时，对内就够他们忙的了，他们还能打江西吗？”吴景濂答道：“大帅料敌如神，当然不会有错，我们哪里预见得到呢？”王家襄忙道：“你我要是能预见到此，虽不能和大帅一般威震四海，也不致默默无闻了。”说得吴佩孚哈哈大笑。吴景濂、王家襄退出去后，二人商议道：“大帅不肯单提恢复国会，恐怕将来还会有变卦，我们必须赶紧设法才好。”两人决定先去见曹锟，请他先准议员自行集会。曹锟问吴景濂，吴佩孚的意见怎样。吴景濂道：“吴大帅非常赞成，不过要我们先禀明老帅，老帅不答应，他是不敢叫我们做的。”曹锟听了这话，欢喜道：“他就是我，我就是他，我俩原是不分彼此的。既然他这样说，你们只管先去集会便是，何必再来问我。”吴景濂、王家襄两人得了这两句话，十分欢喜，便又一起去见吴佩孚，说老帅令他们先行集会。