成团参谋，自此归属奉系。1922年（民国11年）11月，邹作华任东三省陆军砲兵第4团团长。1925年（民国14年），升任砲兵第1旅旅长。同年11月，郭松龄反对张作霖，结成东北国民军，邹作华被起用为东北国民军总参谋长，郭松龄侵入南满铁路辖区，遭到日本关东军突袭，进退无据，随即被张作霖击败，邹见情势不利，迫使郭松龄投降。郭松龄携妻突围而走，被奉军所俘，夫妇俱遭枪决。邹作华获得赦免，回到张作霖手下。1926年（民国15年），任奉军的砲兵总司令。1927年（民国16年），任砲兵军军长。北京政府被中国国民党的北伐