任“讨逆军总司令”，二十万人应战。奉军如入无人之境，10月9日佔赤峰，两军在山海关争夺激烈。吴佩孚于11日亲赴山海关督战。由于直系冯玉祥与吴佩孚不和，开战后在古北口屯兵不前。之后冯玉祥与张作霖、段祺瑞缔结密约，10月23日发动“北京政变”，倒戈进京，囚禁曹锟，驱逐逊清皇室，宣布成立“国民军”，并邀孙中山北上，欲以孙中山主持政事，段祺瑞主持军事。吴佩孚闻讯，率兵一部回救北京，急调江浙各省直军北上驰援，奉军由冷口突入长城，直军后路被截，吴佩孚指挥的直军败于国民军之手，阎钖山出兵津浦铁路、京汉铁路，阻止直系援