对奉系予以迎头痛击。是战是和，直系内部举棋不定，因而出现了两种截然不同的行动。
箭在弦上，一触即发。但在开战之前，双方又展开新一轮的电报战。４月１９日，张作霖发出通电，建议召开和平统一会议。电称：“统一无期，则国家永无宁日，障碍不去，则统一终属无期。是以简率师徒，入关屯驻，期以武力为统一之后盾。”这是在说明奉军入关的理由，可谓冠冕堂皇。随后直指吴佩孚：“凡有害民病国，结党营私，乱政干纪，剽劫国帑者，均视为和平统一障碍物，愿即执殳前驱，与众共弃。”最后建议：“至于统一进行，如何公开会议，如何确定制度，当由全国耆年硕德、政治名流共同讨论，非作霖所敢妄参末议。”第二天，张作霖又电请徐世昌主持召开全国统一会议，如果有人敢于反对，他就动用武力。这个电报其实就是对吴佩孚的挑战书。
吴佩孚也在１９日发出通电，反唇相讥：“年来中央政局纯由奉张把持，佩孚向不干涉，即曹使亦从无绝对之主张。此次梁氏恃有奉张保镖，不惜祸国媚外，而为之保镖者犹不许人民之呼吁，必庇护此祸国殃民之蟊贼，至不惜以兵威相胁迫。推其用心，直以国家为私产，人民为猪仔。诸君代表三千万直人请命，佩孚窃愿代表全国四万万人请愿也。”吴佩孚也假托人民的名义反攻张作霖，好像他们的所作所为都是为了人民似的。直到此时，曹锟才感到对奉军的妥协退让是没有任何用处的。因此，下定决心同张作霖开战。为了向吴佩孚表明态度，曹锟向秘书口授一个电报，打给吴佩孚：“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！”①
得到曹锟的支持，吴佩孚的决心更大了。２１日，直系军阀吴佩孚、齐燮元、陈光远、田中玉、赵倜、萧耀南、冯玉祥、刘镇华联名通电，痛斥张作霖“借口谋统一而先破坏统一，托词去障碍而自为障碍”，表示了他们应战的态度。当然，其中的田中玉、赵倜、刘镇华是被吴佩孚硬拉进来的。２３日，张作霖通电，反驳曹锟所称奉军入关“既无中央明令，又不知会地方长官”的说法，说奉军入关是得到徐世昌和曹氏兄弟的同意的。２５日，吴佩孚与直系将领联名发表《张作霖十大罪状》的通电，声称“作霖不死，大盗不止。佩孚等既负剿匪之责，应尽锄奸之义”。当天，吴佩孚就到前线督战去了。
吴佩孚早就应该到前线去，为什么迟迟未动呢？因为吴佩孚知道河南督军赵倜同张作霖暗中勾结，他担心赵倜在后方反叛。直到得知冯玉祥率领第十一师、陕军第一师及北洋军第四混成旅各部已开出潼关，先头部队到达洛阳时，他才离开洛阳，亲赴前线。他留下手令，派冯玉祥为援直陕军总司令并代行直鲁豫巡阅副使的职权，后方各军归其节制。冯军的迅速到达，使赵倜的宏威军不敢轻举妄动，吴佩孚可以全力以赴地对付前方军事。这对决定奉直战争的胜负起了重大作用。
奉军分为西、东两路军。西路军以张景惠为总司令，司令部设在长辛店。分为三个梯队，第一梯队司令张景惠兼，第二梯队司令邹芬，第三梯队司令郑殿升。东路军以张作相为总司令，司令部设在落垡。分为三个梯队，另外附以骑兵集团。第一梯队司令张作相兼，第二梯队司令张学良，第三梯队司令李景林。骑兵集团司令许兰洲，参谋长常荫槐。第二梯队所辖部队有张学良的暂编奉军第三混成旅，郭松龄的暂编奉军第八混成旅，蔡平本的暂编奉军第四混成旅。奉军全部约十二万人。
针对奉军的部署，直军也相应地作了兵力安排。直军总司令部驻涿州，由吴佩孚直接指挥。王承斌为西路总司令，驻固安。配属王承斌的第二十三师，张福来的第二十四师，冯玉祥的李鸣钟第十五混成旅，张克瑶的第一混成旅，吴佩孚的第三师一部。他们设防在琉璃河、固安一带。东路总司令为张国溶，驻马厂。配属张国溶的第二十六师，董政国的第十三混成旅，彭寿莘的第十四混成旅，孙岳的第十六混成旅等。他们针对奉军的防线，在固安、牛头镇，在田家口、胜芳，在大城、子牙河等地，都作了严密的部署。直军全部约十万人。从兵力和装备看，奉军优于直军。但是，奉军管理松弛，缺乏训练，素质很差。打起仗来，不堪一击。
战事是在４月２８日夜开始的，首先进攻的是直军。２９日，双方投入大批兵力进行阵地战。从４月２９日到５月３日，直奉双方都捏造事实，吹嘘自己的胜利。张作霖以战胜者自居，每天都要发表告捷电报。直军随意编造发表号外说，北京政府已将张作霖免职，派张锡銮为东三省巡阅使，冯德麟为奉天督军。
当时战线拉得很长，共分三路。马厂一带为东路，长辛店一带为西路，固安一带为中路。西路战事最烈，东路战事次之，中路稍缓。奉军西路总司令张景惠对直军作战缺乏信心。１９２２年春，张作霖召集部下将领，商议对直作战问题。内部意见不一致。张景惠、张作相均不主战。张景惠认为奉军力量不能掌握北京全局，不如捧曹为首，自居实力地位。杨雨霆、张学良主战最力。张作霖最后决定和直系一决雌雄。但张景惠还是奔走于沈阳和保定之间，弥缝两方恶感。张景惠回京后，和战不定，犹豫不决。１９２２年４月中旬，东路各梯队已到达指定地点，张景惠才开始作战争部署。战斗就要打响，他才把司令部移到长辛店。总之，在军事行动上，他比吴佩孚晚了一步。张景惠在２９日上午，才乘车出京，到前线指挥①。主帅如此怠惰，奉军怎能不败。
２９日，直军向奉军右翼迂回，在良乡、长辛店间的南岗洼发生激战。琉璃河直军趁势猛扑，奉军限于困境，不得已后退。张景惠率卫队６０人督战，才得以恢复阵地。当时奉军的预备队及炮兵，多数还没有参战，一时呈现混乱状态。此时，张景惠第一师的张乐山旅及朱益清的骑兵团迎击直军，一鼓作气，迫使直军后退。
３０日，梁朝栋旅战斗不力，邹芬第十六师驰援。邹芬师由蒙古刚刚调回，马上开赴前线，疲于奔命，士兵怨声四起。时逢邹芬受有微伤，由前线运回，顿时军心大为动摇，不战自退。缪承良看到军队不听指挥，畏惧自杀。更有甚者，其中一部哗变，掉转炮口，向奉军第一师阵地发炮狂轰。奉军不能支持，乃退守卢沟桥。直军于３０日占领长辛店。第十六师的一部哗变是有原因的。因为第十六师原系已故直系首领冯国璋的旧部，原师长王廷祯被奉系赶走，改派邹芬继任。奉系把该师摆在前线，充当先锋，攻打自己原来的弟兄。他们当然不会听从指挥，或倒戈相向，或不战自退。这是奉军失算的一招。第十六师的前线倒戈，是奉军失败的一个重要因素。
奉军的郑殿升旅和牛永福旅在丰台至南苑一带激战。战斗正在紧张进行之际，直军的张锡元旅和李鸣钟旅，星夜赶来支援。张旅加入西路正面出击。李旅则由京西北大灰厂、三家店、门头沟绕到奉军侧背。本来奉军认为直军已无力作战，现在突然直军从正面出击，而且后背又发现伏兵，张景惠以为中了直军的诡计，于是下令全线撤退。５月３日，吴佩孚得知奉军撤退的消息，便命张锡元旅迅速追击，当日追到黄村。而固安中路之敌，已被直军解决①。
５月４日，张作霖赶到落垡，企图挽回颓势。由于西线牵动了东线，奉军斗志完全丧失。张作霖看到大势已难挽回，便匆匆赶回天津，下了总退却令。第二天即仓皇逃往滦州。这样，张锡元旅追至廊房，没有遇到敌人，随后进入天津。５月５日，张旅开到奉军总司令部军粮城，遇到从东路溃退下来的奉军。张九卿的一师和李桂柱等两旅，一枪未放，就缴械投降了。后来，王承斌又率直军追到榆关，但直军没有出关之志，战争也就结束了。张景惠留京待罪，并电劝曹锟适可而止，“勿为己甚”。北京政府也没有问他的罪，不久还授为安威将军。
５月５日，总统徐世昌下令：“奉军即日撤出关外，直军退回原防，均听候中央命令解决。”老于世故的徐世昌当然不敢得罪实力未减的东北王张作霖，但他还得对战胜者曹吴有个交代。柿子专挑软的捏。不得不下一道命令，指叶恭绰、梁士诒、张弧三人为战争祸首，而加以通缉。这之前，４月８日，徐世昌已经任命周自齐署理内阁总理。周自齐和梁士诒是几十年的老朋友。在发出通缉令之前，周自齐便打电话给梁士诒，让他尽快离开天津。并且解释他本人处境困难，不得不副署这道命令。在通缉令发布之前，５月７日，得到消息的梁士诒、叶恭绰已逃往日本。
第一次直奉战争冷战了一年多，热战只进行了６天就结束了。张作霖除丢失关外地盘外，其军事实力并没有受到根本损失。吴佩孚早年在东北做过军事间谍，知道东北是日本帝国主义的势力范围，不能轻易允许别人染指。同时，孙中山的北伐军已经改道江西北伐，吴佩孚必须南顾，也就没有精力把对奉战争进行下去了。
拒绝任命
直系获胜后，吴佩孚不可一世。他一再催促北京政府严惩张作霖。不得已，徐世昌于５月１０日下令裁撤东三省巡阅使，张作霖免去本兼各职，听候查办。１１日又下令裁撤蒙疆经略使，这就剥夺了张作霖的一切军政大权。徐世昌并根据直系的意见，任命黑龙江督军吴俊升为奉天督军，冯德麟为黑龙江督军，袁金铠为奉天省长，史纪常为黑龙江省长。“直系借此离间作霖旧部，而迫其下野。究之计不得逞”①。冯德麟等人心知肚明，这是直系的离间计。他们于５月１５日发出通电，表明心迹：“北庭乱命，免去张巡阅使本兼各职，并调任德麟等署理督军等语……德麟等对此乱命，拒不承认，合电奉闻。”
其实，张作霖的实力地位，不是北京政府可以轻易动摇的。他们的命令并没有生效，但也产生了一些风波。有一本书《辽海小记》，其中关于北京政府命令颁布后，对吴俊升及其幕僚反应的描写很是生动。听到徐世昌的任命，吴俊升的幕僚兴奋异常。“小河沿之吴公馆中，吴督幕僚，食指频动，人思一脔，几乎弹冠相庆矣”。无形中，奉天小河沿的吴俊升公馆，成了东三省的政治中心，车水马龙，人声鼎沸。吴的幕僚有的忘乎所以，等待着分一杯羹了。
但是，吴俊升并没有被这个喜讯冲昏头脑，他知道进退行止。他马上召来督军署于秘书长，口授一封通电，文曰：“徐大总统均鉴：俊升材具粗劣，一向追随雨帅，黑疆之寄，已感陨越是惧，况其他乎？”明确表示拒绝担任奉天督军一职。
但是，于秘书长感到文电意犹未尽，没有结尾，似乎文气不足，想改一改，又怕吴大舌头怪罪下来，就去找参谋长应善一商量。应善一一看电报，没加思索，就擅自在文电的末尾加上了“惟政府之命是从”这句话。这就完全违背了吴俊升电文的原意。
这个通电最后没有让吴俊升看，就公开在《盛京时报》上全文刊登了。吴看到报纸后，十分愤怒，马上把于秘书长叫来大骂道：“你这个王八羔子，谁叫你添上‘惟政府之命是从’这句话？这样，你不是把我和张大帅的交情给弄糟了吗？”说完，抓住于秘书长的衣领子，连踢带打，当时就把他赶了出去。
这个于秘书长是有些冤枉的。因为当时主张吴俊升接受奉天督军任命的大有人在，其中最积极的就是吴俊升的参谋长应善一。应善一曾当过总统冯国璋的侍卫，与直系有私下勾结。如果吴俊升坐上奉天督军的宝座，水涨船高，他也会成为东三省一人之下万人之上的头面人物。同时，曹锟、吴佩孚等直系把持北京政府，对他也是大有好处的。为此，应善一便暗中与直系通款，希图攫取高位。但是，他的这些秘密活动，早就被张作霖留守在奉天巡阅使署、奉天督军署和奉天省长公署的心腹，一一掌握了。
看到这封电报，他们非常气愤，决定把应善一杀掉。第二天，应善一从吴公馆南面右侧甘露门出来，被人对面打了三枪，当即身死。刺客就是奉天督军署的副官高金山，高金山是张作霖的随身副官，跟随张作霖多年，对张作霖忠心耿耿。
事发后，留守的奉天省长王永江担心事态闹大，不好收场，便故意给吴俊升挂电话问：“应参谋长是谁打死