总督赵尔巽重用，任奉天国民保安会军事部副部长，打击革命党人，逼走革命党人、新军第二混成旅协统蓝天蔚等人。1912年（民国元年）9月，被袁世凯任命为陆军第二十七师师长，镇压反袁的南方革命党分子。1915年，张作霖支持袁世凯洪宪称帝，被袁世凯封为二等子爵、盛武将军督理奉天军务兼奉天巡按使。1916年，前清宗室中与日本人勾结的宗社党在东北进行复辟活动，张作霖予以打击。袁世凯死后，张作霖被北京任命为东三省巡阅使领奉天督军，兼省长，控制奉天、吉林、黑龙江三个行省，成为奉系首领。此后，张作霖的势力范围在东北