（民国8年）8月，他入保定陆军军官学校第9期步兵科，1923年（民国12年）8月毕业。起初他成为直系吴佩孚的下属，因欠饷愤而离去。此后他投四川省的川军指挥官刘文辉任上尉军事教官，1925年（民国14年）辞任归乡。1926年（民国15年），牟中珩加入张宗昌率领的直鲁联军，并升任团长，但因对部队的维持费供给不满而下野。1927年（民国16年），吴佩孚手下的于学忠转任镇威军第20军（奉系）军长，牟中珩被起用为参谋。翌年6月，牟升任东北保安司令长官公署参谋处长。当时张宗昌企图东山再起，开始在滦州集结军队，牟中珩