中山命曲同丰召集旧部讨伐曹锟、吴佩孚，并向其颁发了“北洋招讨使”的委任状，但他辞未就任。后来曲同丰北返，代表段祺瑞同孙中山所派代表叶恭绰先后赴奉天会见奉系首领张作霖，订合作反直协议，反直三角同盟形成。1924年9月，第二次直奉战争爆发。同年10月，冯玉祥等人发动北京政变。段祺瑞获得冯玉祥、张作霖支持，在北京成立临时执政府。曲同丰任执政府军事参议，升陆军上将。1925年春，曲同丰任执政府军事善后委员会委员。同年7月底，兼任航空署署长。1926年春，段祺瑞执政府遭国民军鹿钟麟部推翻，曲同丰逃到天津。不久