赴江苏省。齐燮元任江苏督军参谋长兼江宁镇守使、苏皖赣三省巡閲副使。1920年（民国9年），李纯自杀，齐燮元继任江苏督军兼苏皖赣三省巡阅使，成为直系的重要领导人。1924年（民国13年）9月，齐燮元和浙江督军卢永祥之间爆发了第二次直奉战争的前哨战——江浙战争。在福建督军孙传芳的支援下，齐燮元击败卢永祥。但是，第二次直奉战争中，直系败北，齐燮元立场动揺。奉系的张宗昌南下支援卢永祥，齐燮元和孙传芳组成「江浙联军」进行抵抗。不久，孙传芳受到中央段祺瑞的笼络，而抛弃齐燮元。完全陷于孤立的齐燮元被迫下野，流亡日本。