交涉各省代表，文的武的，我…样也应付不来，我一天也干不了。我这时才来，我把家都安置好了，你往大连，我跟你往大连，你到哪里，我到哪里！”吴俊升的一席话把张作霖说乐了，说：“他们怎么不来？”吴说：“大帅生气，谁敢来，打电报叫他们来，他们就来了，大家捧柴火焰高，咱们还是干哪！”张作霖对吴俊升在他危难中，仍然忠于他心里很感激，从此，对吴俊升更加敬重。
5月30日，张作霖返回奉天。6月上旬，杨宇霆策动奉天省议会和吉、黑两省的代表会议，推选张作霖为东三省保安司令，孙烈臣、吴俊升为副司令，杨宇霆为参谋长。
从6月8日到13日，直奉两军在山海关一带又发生战斗。张作霖为防止直军出关追击，派孙烈臣为前敌总司令，由第三、十一两个混成混旅及由前方搜集的残余部队约三万余人，编为第一路军，委张学良为司令；由第一师及收编的部队约二万余人，编为第二路军，委李景林为司令，这两路军布置在山海关一带。当奉军配置就绪时，由王承斌率领的直军约七、八万人追击到山海关。两军又发生战斗，互有胜负。13日，奉天的各国领事联合向张作霖提出警告，认为榆关战事，影响国际列车的安全。张作霖接受各国领事的警告，由英国传教士德康脱尔·扬克，奉天青年会干事，美国传教士普赖德为中间人进行停战调停，直奉双方同意停战。
6月18日，直军全权代表王承斌、彭寿宰，奉军全权代表孙烈臣、张学良在秦皇岛海面英国克尔富号军舰上签订了停战和约。
第一次直奉战争在北洋军阀统治时期是一次大规模的内战。这场战争是军阀之间的争夺权力和争夺地盘的战争。吴佩孚奉行武力统一政策，把奉系当做他武力统一的主要障碍，而张作霖也把吴佩孚当做他扩张势力的阻力，因此，爆发了第一次直奉战争。张作霖在这场战争中遭到惨败。奉军伤亡了万余人，被俘4万余人，军费损失3000余万元。直军所以能打赢这场战争，除了吴佩孚的指挥才能外，主要是破坏了反直联盟，冯玉祥及时解决赵惆的亲奉势力，稳定了后方，张锡元的中央第四旅在直军疲惫不堪的时候，西出潼关，赶赴前线，投入战争，为直军的胜利立下了汗马功劳。曹锟为报答客军的支援，张锡元被提升为察哈尔都统。
奉军在这次战争中失败的原因，主要有：
一、张作霖丧失了战略主动权。在吴佩孚速战速决的战略面前，处于被动挨打的状态。张为争夺地盘、争权势是决心要和吴佩孚争个高低，但是在反直联盟瓦解、面临孤军作战的不利情况下，想暂时推迟战争。而吴佩孚步步紧逼，猛攻梁内阁，联合六省督军通电宣战，在这种情况下，应当避其锋芒，以柔克刚，而张作霖没有识破吴的战略意图，被吴的宣传战所激怒，而仓促应战，上了吴的圈套。
二、张作霖的反直联盟被吴佩孚所瓦解。本来奉系与孙中山、段祺瑞三角同盟已初步形成。但直奉战争前夕，由于吴佩孚勾结陈炯明发动叛乱，使孙中山无力进行北伐。皖系与奉系关系虽有改善，但是不肯出力。河南督军赵惆是亲奉的，直奉战争一开始，就被冯玉祥部队监视起来，赵倜不敢行动。湖北督军王占元与张作霖关系很好，被吴发觉，把王撵下台。安徽督军张文生是辫帅张勋的部下，也是亲奉的，但是他孤掌难鸣，不敢行动。张作霖也积极做分化曹吴的工作，曹也确实不想和亲家翻脸，但是出于直系的利益，还是部下亲，吴佩孚要打，曹只好支持，分化工作也没有产生效果，因此，形成奉系孤军作战的不利局面。
三、张作霖在挑选主要将领上考虑不周。张作相、张景惠虽然是他的老班底，忠诚可靠，但是这两个人在直奉战争问题上都是主和派，他们同吴佩孚作战缺乏信心，而张偏偏要这两个人担任东、西两路司令，特别是张景惠，在直奉合作期间，同曹吴关系相处很好，不想和直系作战。4月28日，直军已经发动进攻，张景惠还未到前线。第十六师是冯国璋部队改编的，原是直系，这个部队和直军打仗，反戈是预料到的。王永江在1922年给杨宇霆的信中说：“西路之十六师不可靠原在意料中”，张作霖把第十六师摆在前线是个失误，导致全局溃败。
四、奉军在装备、数量上都超过直军，但是在作战经验和官兵素质上比不上直军，直军在衡阳战役、直皖战争都积累了正规作战经验，官兵英勇善战。而奉军则没有正规作战的经验，大规模作战这是第一次，无论是战略部署、作战指挥都跟不上局势的发展。在官兵素质上，奉军军事训练十分薄弱，纪律不好，如团长齐大有在作战时，向上级呼吁军情紧急，张作相派参谋前往督饬，齐在阵地上正在吸鸦片。奉军下级军官，缺乏军事知识，生活优越，经不起敌人的强大攻势，战事不利就纷纷退却，这样的部队是难于打胜仗的。
第一次直奉战争以直胜奉败而结束，但是奉系军事实力没有被消灭，直奉危机进一步加剧，还有更激烈的较量。
脱胎换骨的大整顿
直奉战争中奉军的失败是惨重的：派往前线的十余万部众中，第1师和第