军的军事改革作出了贡献。1924年（民国13年），任东三省陆军第24旅旅长，隶属第1师师长李景林。邢士廉所属部队被誉为最优秀的部队。同年9月第二次直奉战争爆发，邢士廉立下军功。奉系胜利后的1925年（民国14年）1月，邢士廉跟随江苏督军杨宇霆南下，驻上海。邢士廉任淞沪戒严司令，统治上海，逢五卅运动发生，严厉取缔中国共产党员和劳动组合等。同年9月，升任奉军第20师师长。不久，其取缔活动招致上海市民对奉系不满。在混乱的形势下，直系孙传芳发动反撃，奉系败北，丧失南方地盘。同年11月，杨宇霆、邢士廉返回沈阳。