曹锟在冯国璋死后成为直系的新领袖，吴佩孚和长江三督都成了曹锟的得力干将。直系控制着直隶、江苏、湖北和江西四省。奉天张作霖控制东北三省，成为皖、直系以外的一支举足轻重的势力，他与直系结盟共同反对皖系，河南督军赵倜和与段有矛盾的徐世昌，成为直奉两系的支持者。由于帝国主义之间的矛盾，直、皖两系的战争不可避免，但徐世昌想避免这次战争，他让曹锟、张作霖和江苏督军进京商议，但只有张作霖以调解人的姿态应召来京。其实张作霖兵精粮足，早想带兵入关，他提出让靳云鹏复职并解散安福系的调停方案，到保定征求曹锟的意见。张到达保定后，立即与江苏、江西督署参谋长及北方各督代表举行会议，提出五项条件，请张带回北京：(1)靳云鹏复职。(2)解散安福系。(3)撤换北方议和总代表王揖唐。(4)罢免安福系三总长。(5)撤销边防军，罢免徐树铮。张作霖回京面见段祺瑞，但段不想解除徐的兵权，并坚持不让步。这时的徐世昌看到直皖战争爆发是迟早的事，不是他本人所能左右的，便决心促成这场战争。他又提出一个调停方案，同保定会议的五项条件如出一辙，段祺瑞与部下讨论该方案时决心不再让步。
1920年7月3日，曹锟、张作霖、李纯联名通电，声讨徐树铮。4日，徐世昌下令免去其西北筹边使，令其在京供职。徐树铮忍无可忍，他带领卫队包围徐世昌公府，徐世昌只得根据他的意思罢免了吴佩孚和曹锟。
7月5日，段祺瑞将边防军改为定国军，自任总司令，徐树铮为副总司令，决定起兵讨伐曹、吴，并宣布了曹、吴的罪状。
曹锟立即回应，他宣布将直系军队改称为讨逆军，讨伐段、徐。曹锟为总司令，吴佩孚为前方总司令，直皖战争一触即发。
张作霖明显地站在了直系一方。他对曹锟称“骨肉至交，竭力相助”，将奉军第27师和第28师开进关内天津一带。7月14日，直皖战争终于爆发了。
开战后，吴佩孚的军事指挥才能显现出来，他采取诱敌深入的计策，部队撤离高碑店，并在涿州、高碑店之间的松林店埋下地雷。定国军不知是计，占领高碑店，大有攻陷保定之势，但皖军到达松林店时，地雷齐鸣，皖军死的死伤的伤，直系趁机发动反攻，将师长曲同丰及高级官员俘虏。当皖系徐树铮率部队追赶直军到天津时，奉军突袭皖军，直奉两军合力，皖军大败，徐树铮等人只得化装逃回京城。
曲同丰被俘后，通电皖军反戈。同时，直方护法军政府又发出讨段檄文，段祺瑞四面楚歌，不得已去见徐世昌，并自罢官职，撤销定国军。7月23日，直奉两军分别接收了北京的南北苑营房，直皖战争结束了。
直皖战争后，曹锟被任命为直、鲁、豫三省巡阅使，吴佩孚为副使，此时的北洋政府，实权操纵在曹锟、张作霖手里，但帝国主义的矛盾又表现为直奉之间的矛盾。从皖系失败的那一天，就种下了直奉不可避免的战争种子。军阀之间的勾心斗角，是不可避免的，因为他们都有各自的帝国主义后台，又有各自不同的利益和地盘。矛盾只是一时缓和，一时紧张而已。吴佩孚和张作霖二人都野心勃勃，妄想击败对方，吞并更大的地盘。
二人中的矛盾由来已久。很早以来，张作霖就看不起吴，有一次，当着记者的面公然贬低他：“我所合作的是曹经略使(指曹锟)。吴佩孚小小一个师长，全国就有几十个师长，像我手下也有好几个。”而吴佩孚也照样贬低张。吴认为张是倚老卖老，是坐观成败者。后来，吴佩孚也抬高自己的地位，排斥奉系，竟然在未通知张的情况下，擅自决定通电全国主张召开国家代表大会，并宣布了大会大纲。这使张对吴更加忌恨。张作霖不甘寂寞，首先迫使吴佩孚的老乡、内阁总理靳云鹏下台，并一手操纵了梁士诒上台，大赦被通缉的皖系军阀政客，并极力抑制直系势力。矛盾终于愈演愈烈，在1922年4月底，第一次直奉战争爆发了。
双方互以12万人的兵力，展开对攻。奉系以张作霖、孙烈臣为正副总司令，分三路向直军进攻。直系以吴佩孚为总司令，分兵抵御。开始，奉军攻势占优，一直攻至徐州，直军溃败。但直军在中路获大胜，士气大振，并在军粮城一战中，全俘奉军，吴亲率大军进发，连克落垡、廊坊，势不可挡。奉军在东路、中路都失败了。西路一直胶着不下，关键时刻，奉军内部有军队倒戈，引起奉军全军溃败。张作霖被迫率残部退回东北。5月10日，北京总理徐世昌下令免去张作霖各职。张作霖于是宣布东北“独立”，在东北闭关自治，自任东北三省保安总司令。6月18日，直奉双方签订了停战协定，第一次直奉战争就这样结束了，而北京政权完全落在了直系手中。天下仍不太平。1924年9月，第二次直奉战争爆发了，双方投入总兵力达42万人，其中直系25万，奉系17万，并有海、空军参战。直系规模浩大，分为三军：第一军以彭寿革为司令；第二军以王怀庄为司令；第三军以冯玉祥为总司令。战争开始后，冯玉祥行动缓慢，并一直密谋反吴，发动政变。10月13日，冯玉祥在热河前线与奉系代表马烟南达成联合决定：(一)推倒曹锟、吴佩孚等，奉军不得入关；(二)事成之后，请孙中山北上主持大计。
当冯得知吴佩孚亲率大军前往前线，而北京此时兵力空虚，冯便决定乘机起事，班师回京，推翻北京政府。10月21日，冯命鹿钟麟部向北京进发，会同留守北苑的部队一同入城；同时令李冯钟部进逼长辛店，切断京汉铁路和京奉铁路；要胡景翼部南下占领军粮城、徐州一带，切断京汉铁路直军的联络，防止吴佩孚率部西窜。鹿钟麟秘密入城后，先接收了全城的防务，又把曹锟监视起来，切断其与外部的一切联系。为安定民心，又发布安民公告，军方“誓死救国，不扰民”。
10月23日，冯玉祥进入北京，发布通电，主张停战言和。又逼迫曹锟下令停战，封为青海督办。曹锟被迫批准颜惠卿内阁辞职，同时，组织临时内阁，任黄郛为代理国务总理。
冯玉祥进京使直奉战势发生根本变化，奉军乘机发动总攻，占领榆关秦皇岛。吴佩孚大势已去，只得南逃。历时50天的第二次直奉战争结束了。
吴佩孚失败迫使曹锟下台。而此时，在帝国主义支持下段祺瑞乘机出山，就任总统。但他又与张作霖勾结，排挤冯玉祥。冯玉祥被迫解除总司令的职权，前往张家口就任西北边防督办。北京的政权完全被皖系和奉系势力控制。北京政变就此结束。
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