直系诸将在曹馄的授意下对梁士治内阁大肆攻诘，一向不甘示弱的张作霖此时决定还击。他一面对外施展“远交近攻”的手法，不停地与皖系军阀卢永祥加强联系，勾结下台的段祺瑞及其手下部将；另一方面派人至桂林，联络孙中山，试图利用孙的革命威望，作为讨伐直系的政治资本，酝酿组成张、段、孙“反曹三角联盟”。同时张作霖还利用河南都督赵惆对吴佩孚的不满，大施拉拢之计。另外，张作霖为扩大奉军，派人四处招兵买马。他不但在东北“有招兵之旗帜”，而且派人赴通州招兵，诱骗华北青年入伍当时他把奉军编为３个师和１１个混成旅，外加ｌ个骑兵旅，又１个独立团，共３０万人。１９２２年３月张作霖在沈阳召集奉军军事会议，决定以２０万人进关作战，以１０万人留守后方，“决与直系一决雌雄”。会后，张作霖就以维持京援社会秩序为名派奉军入关。
面对与张作霖的尖锐矛盾，曹锟极想一战就打垮奉系，自己独霸政坛，但是，他考虑到直皖战争刚结束，如果马上对奉系用兵，恐怕没有十足的把握取胜。因此，尽管张作霖已发兵入关，他还是想暂时不要急于和他交战，先维持一段时间的双方均衡局面，待自己的部队养精蓄锐后，再和奉军决战沙场。基此考虑，曹锟便到处放言，声称不愿和张作霖兵戎相见，亲家还是以和为贵。
究竟“联奉”还是“抗奉”，直系大将吴佩孚与曹锟的分歧很大。吴佩孚认为对于“土匪”张作霖的公然挑衅，此时直系与其决无和解之理，主张痛击奉军。
曹锟先前授意吴佩孚等直系诸将发动的倒梁内阁“电报战”，只是想扳倒梁内阁，然后扶植一名亲直的官僚组阁，而并不想与刚刚结成的姻亲张作霖翻脸。此时曹锟面对吴佩孚意欲与奉军一决到底的强烈要求，仍坚持自己的主张，认为与奉张决战的时机尚不成熟。为了表示与张作霖谋和的诚意，曹锟一再约束吴佩孚切勿鲁莽从事，而且还派直军第２３师师长王承斌三次到沈阳表示善意。张作霖虽然态度强硬，气势汹汹，但考虑到此时奉系和孙中山及皖系的反直联盟还不够成熟，尤其孙中山的北伐军正受制于陈炯明而不能出发，此联盟还不能起配合作战的作用，张作霖只得捺住火性，等待时机。对曹锟的“授之以桃”，他决定“报之以李”，也派察哈尔都统张景惠到保定回聘。曹锟建议撤退北京及直隶境内的奉军，以免直奉两军因防地逼近而引起冲突。张作霖也表示同意，就派张景惠主持关内奉军撤退事务。这一协议使直奉两系的紧张局势大见缓和。
此后不久，南方的孙中山又表示可以出兵北伐，于是张作霖对直系的态度又强硬起来。他以“换防”为名，动员大批奉军入关。吴佩孚接到情报，也在京汉线上扣留车辆，调动军队，准备应战。曹锟为了和缓局势，在３月８日张作霖的４７岁生日之时，他又派其弟曹锐以“祝寿”为名，再到沈阳求情。张作霖对待曹锐虽然仍像往日一样，有说有笑，可是一谈到政治问题，就转变了话题，使得曹锐满肚子的话都说不出来，不得已，只得找孙烈臣打听消息。孙说：“咱们大帅想请教四爷，究竟部下亲呢还是亲戚亲？”曹锐指天誓日地表示他们兄弟决不会纵容部下干出对不起亲戚的事来。有了曹锐的这句话，张作霖才开门见山地提出三个条件：吴佩孚专任两湖巡阅使，不得兼任直鲁豫巡阅副使；直军退出京汉线北段；梁士治销假复职，复职后让他自动下台。张作霖这时已下定决心要和吴佩孚拼一下，如果吴佩孚敢于反对梁士治复职，他就以“反抗元首”、“军人干政”的罪名，胁迫徐世昌下令讨伐。
张作霖一面和曹锟谈条件，一面开始调兵遣将，从４月１０日起，奉军络绎不绝地开进关来，以军粮城为大本营，奉军并改名为“镇威军”，兵分两路，开抵德州附近和长辛店。曹锟此时仍不愿和奉军兵戎相见，因此对于奉军的埋首前进不予阻止，并且还节节退让。奉军开到天津前，曹锐即将省长公署的文件用具席卷而走，派警察厅长杨以德代理直隶省长，所有驻津的直军均撤回保定，天津的文武官吏也纷纷避居租界。奉军还没有开进德州，德州的驻军曹锟的七弟，直军２６师师长，就弃职出走，径自退回保定。曹锟对这两个弃职的兄弟很不满意，他派张国熔代理师长，并将该师撤回保定，不过曹锟仍还电令津浦路线直军不得抵抗奉军，所有营房及德州工厂均让交奉军，并把自己的家眷送到汉口表示愿意下台。
直皖战后，直系内部在对待奉系张作霖的问题上截然分成两派，曹氏弟兄认为直系新胜，不宜与奉张立即诀裂，而直系大将吴佩孚等人则对土匪出身的张作霖向来看不起，对奉张的挑战，主张迎头还击。究竟战还是和，一时直系内部纷纷嚷嚷，莫衷一是。
４月初，张作霖亲抵天津附近的军粮城，此时，奉军入关兵力已达１２万余人，以军粮城为集合地，设司令部，自任总司令，任命孙烈臣为副总司令，杨宇霆为参谋长。以京奉、津浦两线为东路，向静海一带开展。另以京汉路为西路，向长辛店以下开展。
直系诸将对于曹氏兄弟的一再退让与不抵抗早已表示极大的不满，这时奉张的大军又已压境，曹锟这才明白张作霖已下定决心，此时退让已无补于事，如再不准备交战，现有的地位也将难保。为表明自己对张作霖的强硬态度，曹锟向秘书口授了一个电报，发给吴佩孚，说：“你就是我，我就是你，亲戚虽亲，不如自己亲。你要怎么办，我就怎么办。”秘书打算改作文言发出，曹锟说：“不必了，就用我的话打给他吧！”
直系首领曹锟对奉张的态度开始由弱转强，直奉之间局势更趋恶化。两军决战前的形势还是对直系有利。西方国家都支持曹锟，美国公使休士出面劝告张作霖，要张根据华盛顿限制军备会议的精神，大举裁减军队；英国公使艾斯顿发出警告：不得在京奉路运兵；天津领事团声明：按《辛丑条约》规定，不许在天津驻兵，并抗议奉军占领塘沽车站。张作霖原想组合的“反直三人联盟”，也因下列原因自行瓦解：孙中山在广州的地位不稳、北伐受到陈炯明的阻挠；北洋海军总司令在上海，表示了支持直系的态度，使皖系浙江督军卢永祥受到牵制；冯玉祥军队迅速从陕西开到河南，使原来准备内应的河南督军赵倜也不敢行动。所以形势对张作霖极为不利。
直奉双方开战之前，仍不免有一场互相诋毁的“电报战”。４月１９日，张作霖发表通电，声明自己领兵入关，“期以武力统一为后盾”，“凡害民病国，结党营私，乱政干纪，剽劫国帑者，均视为和平统一之障碍物。”同日，吴佩孚也发出通电，反唇相讥。
一时直奉双方斥骂攻击之电，往还纷驰，不可胜数。４月２５日，曹锟与吴佩孚联名发表《张作霖十大罪状》的通电，声称：“作霖不死，大盗不止。”张作霖也依样，领衔奉系将领发表罗列曹、吴罪状的通电，把曹、吴比作安禄山、史思明，谓“天地之所不容，神人之所共怒！”
直奉之间咒骂告一段落，战幕便揭开了。
从双方投入的兵力来看，奉军胜于直军。当时奉军军官夸口说：“投鞭断长江之流，走马观洛阳之花”，颇有取胜的把握。
虽然奉系投入的兵力胜于直军，但由于“绿林”式的奉军，素质很差，平时又缺乏训练，所以战争开始后，也没见奉军有多少优势，战斗以西路为最激烈，双方阵势互相绞扭，混战相攻，不相上下。３０日，吴佩孚亲往西路督战。他派出大批侦探，发现奉军布阵上薄弱点后，马上变更战略，制定了由炮队掩护步兵，进行侧面攻击，同时急调部队开到西路，配合迂回攻击，实行包抄的计划。当直军重新进攻时，由于奉军第１６师师长邹芬阵前倒戈，给帮了大忙，西线奉军迅速溃散败退，不可收拾。直军乘胜占领了长辛店。
东线战场，交战之初奉军依靠优势的兵力，已构成对直军的包围形势，加上猛烈的炮火，造成直军严重伤亡，直军西路告捷后，吴佩孚一面迅速抽调兵力到东路，采用反包围战略；另一面在战线上发布了“｀赏罚令”：得奉军一炮者赏２０００元，临阵脱逃者立毙。随着直军大队人马镣蹋而至，东路战场即起变化，奉军各部队均无斗志，先退至军粮城，再退至滦州，败势已不可挽回。
奉军各路俱败，张作霖５月４日赶到落岱，企图挽救颓势，但见大势已去，他才匆忙地回到天津下总退却令，收拾残兵败将逃往关外。傀儡总统徐世昌在５月５日也下令“奉军即日撤出关外，直军退回原防，均应听候中央命令解决。”这位胆小总统仍然害怕张作霖，不敢加以惩罚，但是为了讨好战胜者，不得不再下一道命令，指斥叶恭绰、梁士治、张弧３人为战争祸首而加以通缉，梁士治等人慌忙化名逃往了日本。
５月１２日，张作霖宣布东三省“自治”，自己改称奉军总司令。１８日，在英国教士扬古、美国教士普米德的调停下，直奉双方代表（王承斌、彭寿革、孙烈臣、张学良）在秦皇岛海面的英舰上签订了停战协议，第一次直奉战争宣告结束。这次战争虽然只打了６天，奉军却损失惨重，战死２万多人，重伤、逃亡１万多人，被缴械投降的达４万之多，真是损兵折将。
经过直奉战争，经过一年多的冷战时间，但只打了６天就以直系的大获全胜而告结束，从此北京政府唯曹独尊。
