师、每师二旅的乙种军编制，仅骑兵第2军保留三个师。整编后的东北军有6个军，番号如下：西安事变后离开东北军的第一〇六师（师长沈克）、骑兵第十师（师长檀自新）、炮兵第六旅（旅长黄永安）、炮兵第八旅（旅长乔方）均依附蒋军另立门户。原由东北义勇军编成的冯占海的国民革命军第六十三军番号被撤销，仅保留第九十一师。八年抗战期间东北军四十九军、五十七军和六十七军参与淞沪战役和南京保卫战，五十一军参加保卫淮河及徐州会战，五十三军则转战冀、豫、鄂、湘。五十三军六九一团团长吕正操编入八路军。着名的东北军将领有于学忠、