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1925年（民国14年），转投奉系的張宗昌进军徐州，陳調元于5月投降張宗昌，被任命为第6師師長。但是，作为江苏督军南下的奉系的杨宇霆受到冷遇。怕遭怨恨的陳調元于同年9月重归直系的孫传芳，并捕获了奉系的臧式毅。陳調元被孙传芳任命为第8軍軍長、皖軍总司令，吸收了原来皖系的軍队。