作相任奉天讲武堂堂长兼奉天卫队旅（东三省巡阅使署卫队旅）旅长。1919年8月，他任第二十七师师长。1920年秋，他升任驻关内奉军总司令。任内他提拔自己培养起来的张学良。1922年4月，第一次直奉战争爆发，张作相任东路军第一梯团司令。此后，领导西路的张景惠被直系大败，张作相遂率东路军支援西路军的退却。回到东三省后，张作相任东三省保安总司令部总参议兼第二十七师师长，主导奉军的整备，为报复直系做准备。1924年4月，他继刚病逝的孙烈臣任吉林督军兼省长。同年9月，第二次直奉战争爆发，张作相任镇威军第四军军长