15年元旦，張作霖宣佈就任東三省保安總司令兼軍備總統官，吳俊升和張作相為副司令。吳俊升反對奉軍入關，請辭副司令，經不起張的慰留而打消。
奉系另一位重要人物奉天省長王永江也反對奉軍入關，15年1月5日函張辭省長職，勸張老將休養生息，從事開發實業。語氣極為堅決，張對王永江素極重視，可是張要入關的決心不可動搖，而王的去意也極堅定。於是張派人告訴王，不妨在原籍養病，接受其辭省長職，並電召劉尚清赴奉，打算以劉繼王任省長。
王永江是東北大連人，民國初年東北一位重要的人物。張作霖還沒有得勢時，趙爾巽就很賞識王，張作霖為此對趙表示不滿。可是當張做了關外王以後，不僅重用王永江，且倚為左右手，其權勢和楊宇霆不相上下。為了王永江，湯玉麟和張作霖反目了一段時期，張作霖和湯玉麟是患難弟兄，如果不是特別倚重王永江，就不會犧牲了湯玉麟。
王永江在東北貢獻很大，最顯著的是：
（一）在他手上培植了大批東北人才，他每一縣選一名學生，公費送到國外研讀農、理、工科。這些學生後來回國都在中央或地方擔任重要的職務。
（二）創辦了東北大學，培育東北青年。
（三）創辦奉天紡織廠，每一縣都是紡織廠的股東，成為東北的大企業，有紡織二十餘萬綻。
（四）修建一條和南滿鐵路平行的瀋陽至海青鐵路，因為南滿鐵路是在日本人手中所控制，所以這條省建的平行鐵路對東北人來說，就特別重要。
王永江認為奉軍數度入關，毫無所得，除了給關內人極大反感而外，只增加了奉系軍人的野心。郭松齡事件是一個很好的例子，如果能埋首在關外從事建設，以東三省的富厚資源，定可以為全國的翹楚。
可是張作霖多次入關後，他已不以「關外王」為滿足，他的野心已經引誘他對關內有更多的興趣，所以現在勸阻他不要入關，他是聽不進去的。
當郭松齡未兵變前，奉張對馮玉祥就決心一戰。他的部署是：李景林移防保大，拒國民軍二三軍北上；姜登選駐滄州，張學良駐天津，郭松齡駐灤州，防國民軍由落岱趨天津，斷津浦連絡，陷山東於孤立之地；同時並命張作相進兵熱河，援助闞朝璽以遏國民一軍出承德，至於張宗昌在山東則以臨城為第一防線，兗州為第二防線，濟南為第三防線，專備國民軍第二軍之進攻，總兵力達10萬以上。
郭松齡兵變後，奉張即將軍隊盡可能調赴關外。在天津和滄州的戰事則由直魯聯軍負責，熱河仍以闞朝璽守備。
郭松齡失敗時，郭部在關外的，悉數由張氏父子收編，張老將不咎既往，因此漫天烽火歸於平息，郭部中只有魏益三部隊宣稱仍繼續反奉。
魏益三不是東北人，卻是張學良的愛將，郭松齡倒戈時，命魏率先遣軍突襲瀋陽，就是利用他不是東北人，可以狠下心衝鋒。不料魏部在山海關受阻，於是郭又派魏為殿後，以阻擋李景林的兵力。郭失敗後，魏益三宣稱他的部隊改為國民軍第四軍，等於正式投入馮玉祥系。
張學良組織討郭軍時，曾把魏益三的兒子放回關內，並帶親筆函給魏，希望魏在郭軍之後放一把火，怎知魏益三根本不理，反而投向馮軍。
張學良擊潰郭松齡叛軍後，奉張即令張學良繼續率軍前進，魏益三本受張學良之賞識，魏隨郭叛變後，竟投效馮軍，張頗為痛心。張率軍開抵山海關後，與魏部鏖戰，魏部不支，張遂於15年元月19日奪回山海關，魏益三退昌黎。國民一軍令唐之道、門致中援魏，以鹿鍾麟為前敵總指揮，鄭金聲、佟麟閣亦開赴灤州。
熱河方面，熱河都統闞朝璽在郭松齡起事時本有意投郭，提出三個條件：（一）張老將下野，（二）張作相仍主吉。（三）事成後闞主黑龍江。郭不答應闞主黑龍江，闞遂助奉反郭。14年11月末國民軍乘郭松齡回師，以國民一軍第十一師宋哲元攻承德，闞朝璽退回奉天，國民軍於11月30日占熱河，15年1月張學良率師反攻時，以於勳攻朝陽進窺承德，奉軍湯玉麟部擊敗國民軍，宋哲元走多倫。
張作霖在15年3月22日曾有致國民軍張之江一電，敘及熱河、直隸問題，電云：
「張家口張督辦鑒：查執河、直隸皆系煥章以詐力侵襲所得，前因來電願以熱河無條件交還，以為我兄悔禍熱忱，與煥章從前背信啟釁之舉動迥不相同，是以特命郭仙橋到張商洽。頃敝處復電，曾明白聲明，決不作欺人之語，較之一面與人訂約，一面使鄧寶珊襲取保定之舉動，邪正為何如。況直熱皆我軍轄境，我兄既欲重修舊好，自應以恢復舊有狀況為前提，對於執事個人，素極尊重，謀和一出至誠，惟煥章一生做人，專喜走曖昧一路，以致全國鄙棄，深望我兄勿再傚法。總之謀和宜恢復未戰以前之感情，不宜據失和以後之權利。譬如我軍今日如侵入張綏轄境，即棄好尋仇，如以恢復我軍轄境即指為武力脅迫，未免不恕矣。和戰兩途皆惟我兄自決之。張作霖叩。」
奉軍入關內時發生了一段外交糾紛，是和中東鐵路當局。由於中東鐵路當局拒絕替奉軍運兵，要奉方運費付現款，奉方則將中東鐵路局俄籍局長伊諾萬夫扣留。
15年1月20日蘇俄大使加拉罕為中東路事向張作霖提出抗議，1月23日，俄大使加拉罕再致張作霖電：
「奉天張雨亭大帥鈞鑒：本月二十日本大使致電閣下，內容述及關於中東路發生之嚴重情形，請設法制止張煥相與軍事當局破壞中俄協定，並指明衝突之故實，因中國當局不願注意既定條約。未悉閣下已根據本大使之電採取若何辦法？但總交涉署長高清和業與總領事加拉柯維斯基進行交涉，並將解決辦法大致議妥。總交涉署長已聲明，若為條約所指定，中國方面承認運兵應納運費，且準備按舊章應用特別運兵單。張煥相取消其所發命令，中止干預路務，中東路同時恢復交通。本大使於接到總領事此項關於交涉情形之報告後，即發電答覆，內稱可依所述原則，彼此商定。惟須附帶一項，即敝方並不堅持在一定日期交納運費。並已準備允許由依據將來條約所規定之中東路方面紅利項下結算。以後總交涉署長與總領事交涉情形如何？本大使尚未得知。但中東路局長因張煥相下令拘捕而被逮，並有鐵路職員數人被捕之事。張煥相復設法佔據全路，且擬恢復奉俄協定成立後被驅逐白黨之權限，本大使均已知之。關於中東路目前此種情形，本大使甚望閣下及時注意，以免失之過晚。故最後請閣下立刻實行下列各項：（一）釋放局長伊萬諾夫及鐵路職員。（二）立刻制止軍事當局干預鐵路尋常交通狀況。（三）規定運兵必須納費，此項運費由將來中東路中國贏利項下核算。又本大使接到敝國外交委員長翟趣林致中國政府電一通，茲亦附上。本大使希望閣下考量所負重責，勿拒絕敝國和平了結之努力。且望閣下並不願負此種以兩國國民同一重大之責任。敝國政府囑本大使轉達於閣下，並候閣下答覆，順頌日祉。加拉罕。二十三日。」
中東路事件，張作霖免了張煥相的職務，以丁超繼任中東路護路司令。俄駐華大使加拉罕認為張作霖沒有把張煥相的本兼各職免去，所以表示不滿。
奉軍入關後，段祺瑞於15年1月21日電張作霖，電云：
「東省軍隊復入榆關，哀我孑遺，曷勝心惻。夙共憂患，奚忍不言。上年蘇皖之役，孫督辦（指孫傳芳）本以東北軍出關為號召，乃楊、姜方領兵於前，張、李復合師於後，馴至變從中作，釁結近畿。彼時吾弟通電陳詞，只求整理內部，故漢口（指吳佩孚）有結束軍事之表示，張垣（指馮玉祥）有引避下野之懇求，即蘇浙全軍亦且到徐中止。方幸天心悔禍，浩劫可回。不圖疆場之間，烽煙又動。須知加遺一矢，本無不解之仇；論定千秋，難免無名之議。況東三省地關重要，實系全球，設有動搖，牽及世界。吾弟多年綏輯，久費經營，丘墓保存，苗裔所托，豈忍甘心孤注，悉供內爭，振臂屢呼，不虞外患。切望蠲除積忿，各釋前嫌，宏鬩牆禦侮之模，懍佳兵不祥之戒。所有西上師旅，即日撤退出關，各不相侵，共謀康濟。英雄作事，當光明磊落，不可徒爭一旦，貽禍百年，能發能收，希速電復。段祺瑞。馬。」
奉軍入關，海軍也頻頻在大沽口外出現，於是國民軍也在大沽口港外布炮備防。
正當奉軍大舉入關之際，張作霖代表郭瀛洲、馬炳南於元月6日抵京，國民軍重要將領李鳴鐘親赴車站歡迎，第二天且設宴為郭、馬洗塵，由國民軍一、二、三軍要人作陪，交換國奉兩軍協和意見。郭瀛洲於飯後用執政府密電碼報告張作霖，請先停戰，然後協商議和條件。當晚郭且赴張家口晤張之江，第三天返京，即偕國民軍代表張樹聲出京，準備返奉天見張作霖。奉張答應暫緩進兵以待國民軍的和談代表，可是鹿鍾麟自前線電李鳴鐘，認為國奉二軍和議，須奉方先退兵，且反對立即談和。這一來，國民軍和奉軍和議即流產。
奉軍這次入關；專以國民軍為敵，所以目標一面是灤州，一面是熱河。關內奉軍防線由秦皇島至北戴河，由海陽至撫寧，由昌黎至安山，大本營設於錦州。
2月2日張學良由榆關進抵秦皇島視察，並分配作戰任務。張學良任第一路，由昌黎攻灤州；韓麟春為第二路，由撫寧攻盧龍。此外萬福麟一軍進佔冷口，進攻永平，湯玉麟部攻朝陽。原屬奉軍的魏益三部自從投靠馮玉祥被編為國民軍第五軍後，本來駐守灤州，因張學良入關，魏益三所部頓呈不穩，國民軍乃將魏部調至保定。
國民軍防奉的部署，灤榆方面：一軍韓復渠第一師，佟麟閣第十一師在古冶鎮向灤州。鄭金聲第三師及劉汝明第十師抵榛子鎮沙河驛，孫連仲騎兵第二師在盧龍。熱河方面：張永榮師在錦州。劉山勝師出朝陽。宋哲元師出冰口喜峰口，牽制奉軍後路。張之江並以鄭金聲為京奉防務總司令，唐之道為副。
3月20日灤州失守，國民軍南北兩路均退。
直魯聯軍攻入天津後，李景林自己不好意思回任直魯，乃以褚玉璞為軍務督辦，李爽塏為省長。
國民軍以韓復渠守廊房，石友三守高碑店，鄭金聲守順義，以衛守京師，各路國民軍均紛紛後撤。
3月30日奉軍和直魯聯軍分三路攻京師，中路李景林攻通州，左路張宗昌攻黃村，右路張學良攻順義。
4月2日起，奉軍出動飛機轟炸北京，當時的炸彈比起今日的，相差天壤，損害也極輕微，可是這已夠嚇破了北京城內人民的膽了，因此京城人心皇皇，有錢人紛紛走避。
北京被炸後，在北京的北洋父老，由王士珍領銜，要求奉直諸將領停止轟炸。茲將往來各電抄後：
王士珍等致天津調人電：
「天津鮑廷九（貴卿）總長，並轉盧嘉帥、田韞帥同鑒：連日飛機來京，拋擲炸彈多枚，毀屋傷人，商民惶駭奔避，莫知死所。迭電向軍事當局呼籲，迄未制止，似此舉動，於軍事並無裨益，徒擾閭閻，尤失人心，且致人詰責。諸公仁慈為懷，務速賜轉交，力予制止。京師百萬生靈，延頸待命。至軍事問題目前難解決，只可先其所急，以救無辜之商民。專電拜託，佇候惠復。王士珍、孟錫銓、惲寶惠。支。」
王士珍等致奉直各方電：
「奉天張雨帥，漢口吳玉帥，天津張效帥、李芳帥、張漢卿總司令鈞鑒：和平之報書不至，飛機之炸彈頻來。饗國乎？饗民乎？國非諸帥之國乎？民非諸帥之民乎？於敵方何損乎？吾輩老朽憫無辜之就死，懼牽動於外交，每機翔舞之時，輒鵠立庭階，情甘以己身拜受群賜，冀以贖人民之冤命，以杜鄰邦之釁端，以醒諸帥好生之心。昨午團城之落彈，距老朽會議之純一齋不過咫尺之高，在飛機憑高視下，不過一分秒耳。古雲兵交使在其間可也，如何而後可？如何而必不可？總應有一表示。如一味用武，仍非敵方所能瞭解也。今者闔城洶湧，而敵方視之漠然，徒苦無辜，果何意耶？夫京師首都有千百萬之生靈，有數十國之梯航，有千餘年之建築，有數千年之古物，專事破壞，即令權握於諸帥之手，而經此塗炭，生民懷切膚之痛，鄰邦來賠索之苛，城市呈破碎之象，將來收拾補綴，煞費周章，究於諸帥何益之有！現狀病在沉悶，病在隔閡，疏之通之，劃然可解。不必驚天動地，未始不可天靖地寧。諸帥不求其易而求其難，果何意耶？茲再披瀝直陳，請暫停飛炸，明示大旨所在，俾得稍效奔走傳達之役，以釋眾惑。否則緘口而退，諸老朽皆靜待偕亡而已。王士珍等。支。」
奉軍將領復北京各團體電：
「北京公益聯合會三十七團體鈞鑒，江電奉悉。本軍飛機到津，已經多日，然為尊重人道起見，並未施行轟炸。乃日來敵人盤踞京師，籌餉籌械，糜亂大局，日甚一日。彼方既出以敵人行動，我自應以敵人對彼，公理昭然，各有攸歸。掬誠電復，諸希公察。張宗昌、李景林、張學良、韓麟春、褚玉璞。支。叩。」