齐卢战争终于爆发了。九月六日上午十时许，苏浙两军前哨，在沪宁路的黄渡、望亭间，正式接触。卢永祥通电就任浙沪联军总司令，兵分四路；或攻或守，主力在上海及太湖边上的长兴方面。
在此以前，卢永祥派他的儿子，会同奉军驻沪代表，袁世凯的女婿杨毓珣，专程到沈阳去见张作霖联络，奉军已经准备妥当，所以张作霖当面承诺，只要江浙一有行动，奉军立即响应；此时承践诺言，在九月四日通电表示支持卢永祥。接着在广州的孙大元帅，亦决定督师北伐，分路入江西、湖南，并发表“讨伐曹锟吴佩孚告军民书。”
九月七日，张作霖邀宴各国驻沈阳的领事，宣布由于直军增兵进迫山海关，所以决定兴兵入关，请各国领事通知桥民离开秦皇岛。同时宣布恢复“镇威军”的名义，总司令当然是曾有“镇威上将军”名号的张作霖本人；参谋长是杨宇霆。
在杨宇霆的主持之下，由张学良、姜登选、韩麟春、郭松龄、李景林等人，订定了整个战略，将主力摆在山海关、九门口一线，因为预期直军亦必以精锐进攻山海关，准备在这一线上予以决定性的打击。
奉军入关，除了山海关这一条大路以外，亦可由热河前进；这面又有两条路可走，一条是南路，由北镇出朝阳，经凌源出喜峰口；北路是由通辽出开鲁，经赤峰南下承德，或西至蒙古多伦，再进喜峰口以西各口。南北两路比较，又以南路为重要，因为直军若以重兵出朝阳，可以威胁锦州，截断辛军归路，即以防守而言，此路亦应掌握。
整个战略是热河南北路及山海关正面，三路并进，到得喜峰日、冷口一带，与山海关一线齐平时，同时发动猛攻。但路线有远有近，所以行军亦有先有后，热河北路最远，由第六军军长许兰洲率领骑军三旅，首先出发；热河南路其次，由以李景林为军长、张宗昌为副军长的第二军，攻击前进；第一军军长姜登选、副军长韩＆春，下辖四个旅；第三军军长张学良、副军长郭松龄，下辖三个步兵旅、一个骑兵旅，开至山海关及九门口布防，并组成了第一、第三联军指挥部，由张学良及姜登选主持，作为前进指挥所。另外老将张作相的第四军、吴俊升的第五军为预备队，控制锦州、绥中一带。一
直军自然也动员了，曹锟连发急电，催吴佩孚进京；而且还派了李彦青到洛阳去劝驾。吴佩孚说：“打仗要钱。平时欠饷还则罢了；现在不发足了饷，谁替你卖命？”
“大帅，你老不用着急。”李彦青说：“大总统的家财，不下八千万，全在我手里；军饷你老不用愁。”
“好！既然如此，我委你当军需总监。”
“这军需总监，应该让曹四爷当；我当他的副手好了。”。
“也好！你再兼兵站总监，一切军需补给，全归你负责；我只跟你要。”
“是，是，你老就赶紧进京吧！”
于是吴佩手于九月十七日专车到京，曹锟立即对泰军下讨伐令，需吴佩字为讨送军总司令，王承斌为副司令，兼后方筹备总司令。接下来根据吴佩孚所开的名单，特派彭寿莘、王怀庆、冯玉祥为第一、二、三军总司令。
吴佩字的总司令部设在西苑四照堂。第二天上午发出通知，当天晚上在四照堂点将派兵。
接到通知的，除了直系各军将领以外，还有因直军进关，顾维钧坚辞代理国务总理；由曹锟坚邀承乏的颜惠庆，以及陆军总长陆锦；海军总长李鼎新；海军总司令杜锡瑛；航空署长敖景文等等，将星闪耀，不下六十余人之多。
其时天色已黑，四照堂中，电灯亮如白昼；大家枯坐守候了好久，只听副官高声报告：“总司令到！”六十多人包括颜惠庆在内，都站起来迎接。
吴佩孚慢慢踱了出来，下身着一条白布打裹腿的裤子；上身着一件酱色宁绸夹袄，外套玄色坎肩，钮扣却都未扣；嘴里衔着一根纸烟，向大家点一点头，在会议桌的一端盘腿坐了下来；他对面是他的政务处长白坚武，面前放着一副笔砚，准备点将之用。
吴佩孚扔下烟蒂，咳嗽一声，摸一摸两撇黄胡子，开口说道：“奉张大逆不道、杀我人民、夺我土地、侵我主权、藐我武功。本总司令奉大总统之命，统率三军，大张挞伐，誓必除此元凶。切盼诸将用命，早奏凯歌。”停了一下又说：“兵来将挡、水来土掩；奉张既分三路来犯，本总司令亦分三路迎击。第一军出山海关，兵分三路，第一军总司令彭寿莘兼第一路司令；副司令王维斌兼第二路司令；董政国兼第三路司令。”
第一军共有三师人马，是吴佩孚的主力；第二军总司令王怀庆，下辖一师两旅，迎击热河南路；第三军总司令冯玉祥，完全是他的嫡系部队，奉命出古北口，迎击热河北路。后援军共有十路，派定张福来担任总司令。
到得点将完毕，已过午夜，吴佩孚将援军第二路司令胡景翼留了下来，派了他一个秘密任务，监视冯玉祥。
原来吴佩孚深知冯玉祥心狠手辣，而且野心极大，所以这一次点将，强调古北口这一路关系重大，非劲旅不足以胜任；其实是这一路关山险阻，地瘠民贫，接济非常困难，是有意要陷冯玉祥于绝地。即令如此，他仍旧不能放心，除了派副司令王承斌，以指挥热河方面作战为名，随第三路行动，作为监视以外，另派胡景翼由喜峰口进军热河，表面是支援第二军王怀庆；实际上是对付冯玉祥，他当面向胡景翼下达密令：“只要冯军一有什么越轨的行动，你立刻解决他的部队，任何手段都可以。”
吴佩孚走了一着满盘皆输的错棋。他只以为胡景翼在陕西当靖国军总指挥时，冯玉祥曾经想对他不利；上年胡景翼率领陕军第一师，随冯玉祥入河南后，又因为军饷问题失和，曾经与吴佩孚的心腹张福来及靳云鹏的胞弟靳云鹗结成“小三角联盟”，合力倒冯。胡冯二人之间的芥蒂甚深；但他不知道，胡景翼早由于冯玉祥的至交，大名镇守使孙岳的拉拢，结成了一个倒吴的“小三角联盟”了。
第二天，胡景翼将吴佩孚的密命和盘托出。其时冯玉祥由于教育部长黄郭的策动，准备轰轰烈烈干一场“首都革命”；得此消息，加强了他的决心，密密地作了几方面的部署，其中之一是向曹锟保荐孙岳为首都警备司令；孙岳本名孙耀，字禹行，是明末名臣孙承宗之后，与曹锟的关系极深，当然一保就准。
另外一个重要的部署，便是筹饷。直军编入正式战斗序列的共有八个师，六个混成旅，但李彦青发饷。因人而异，吴佩孚嫡系的第三师及曹锳的二十六师发双饷，而且不扣两万元；彭寿莘的十五师，王维城的二十三师，也是双饷，但扣两万元；董政国的第九师发单饷，扣两万元。此外有的只发几成，有的一文不发，那就是冯玉祥的部队。
冯玉祥约了第二军总司令王怀庆一起去见吴佩孚，谈行军给养的问题，要求设置兵站。吴佩孚很轻松地说：“兵站是用不着办的，你们走到那里，吃到那里。不但自己省了许多麻烦，地方上的官绅也是很欢迎的。”
“请问吴三爷，这是什么意思？”
“这还用问吗？”吴佩孚答说：“地方上官绅谁不愿意接办官差？他们花了五个可以报十个，是大发财源的事。你们只管开拔，不必思前想后的。我在湖北、河甫都是这种办法，地方上欢迎，我们自己也省事。”
“这，扰害地方的话且不必说了。我走的古北口这一路，完全是荒僻地区，往往百儿八十里的不见人烟，上那儿办粮去？吴三爷，你说的办法，别路也许行，我这一路万万办不成。”
“那就再研究吧！”吴佩孚轻轻巧巧地就推开了。
僵坐了半天，一毫无办法，只好告退宁王怀庆仰天叹了口气说：“咱们这是死路一条。”
冯玉祥不作声，他另有一条活路，通过段祺瑞的关系，张作霖答应津贴冯玉祥军饷一百六十万日元；合到大洋一百万，起码三个月不必愁饷。这笔款子，一部分已由正金银行汇到了，冯玉祥托京兆尹刘梦庚代征大车一千余辆，又向绥远都统马福祥借了几百匹骆驼，山路运粮的问题解决了。
但冯玉祥却还是迟迟不愿开拔。吴佩孚一直派人来催；冯玉祥所部一师三混成旅，延到九月廿日以后，方始陆续就道。冯玉祥是最后一天走的，临行之前，给黄郛留下一个密码本；所以冯玉祥虽已出了古北口，北京的情形却清楚得很。
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奉军旗开得胜的是第二军的李景林。当吴佩孚在四照堂点将时，他已率领着第二十六旅、二十四旅，到达热河朝阳；守将是直军的热河都统米振标，未作抵抗，后撤与王怀庆的十三师会合；但李景林亦未前进，他怕孤军深入，会中埋伏。一
第二军一共四个旅，各自为战，除了李景林的两旅以外，张宗昌的第三旅往冷口进攻；另外配属的第二十五旅，旅长叫蔡平本，则在第三旅东面，沿青龙河前进。这两路都遭遇了强烈的抵抗，直军第一路正是吴佩孚的主力。两军鏖战，一连七八昼夜，枪声炮声，没有断过，山鸡谷应，打得昏天黑地。
直军的主力，摆在山海关与九门口之间；九门口但是多尔衮大破李自成的一片石，南面隔着一座角山，与山海关是两个战场，张学良与姜登选商定，第三军副军长郭松龄率领二、六两旅共六个团，担任山海关正面；第一军副军长韩麟春，率领四、十六两旅五个团担任九门口及其以西以北各关口。另外以十二旅的三个团作为预备队。联军指挥部则设在山海关东面的前所；二万五千分之一的军用地图是向日本驻军借来的。
十月初开始大战，双方都有重大伤亡。原以为山海关正面会先得手，不道直军是由保定军校有名的战术教官李藻麟指挥，防御工事极其坚固，因而奉军毫无进展；郭松龄情急之下，未经联军指挥部同意，把预备队的三个团也都调了去作战，却仍然不能打开局面。
反而是九门口一带，十六旅的一个团，突破了黄土岭口，接着也攻下了九门口，但却无法扩大战果，因为兵力不够；如果预备队未为郭松龄调走，情形就不同了。
在冷口一带，张宗昌打得精疲力竭，要他的参谋长王翰鸣向李景林求援；王翰鸣答他说：“我跟李景林是同学，再清楚他的为人不过；你别指望他会拨，个人给你。你无论如何顶在那里；过了今天晚上，明天再想办法。”
第二天一早，蔡平本派了个参谋来见王翰鸣，要求支援；蔡平本的部队为直军精锐时全胜的十四旅所包围，形势非常危殆。王翰鸣心想，蔡平本一垮，时全胜便可转攻张宗昌，那时非一败涂地不可；因而决定冒险，写了一封信派人骑马送交第五十五团团长褚玉璞，火速抽调五百人前来；并且要严守秘密，对任何人都不能透露任务。这是因为怕张宗昌知道了，心里恐慌会支持不住。
张宗昌对王翰鸣十分信任，曾经公开宣布：“俺的命令，可以不听，参谋长的话，非听不可。”因此褚玉璞带了五百人来，照王翰鸣的指示，从侧面奇袭时全胜的包围圈，将蔡平本救了出来；而奇怪的是直军似乎有撤退的模样了。
原来吴佩孚的战略是，先用大量兵力，在山海关至九门口一线，吸住了奉军的主力第一、第三联军；再由冯玉祥出热河，牵制奉军在锦州、绥中一带待命的预备队，那是张作相的第四军与吴俊升的第五军，训练及装备虽不如一、三两军，但都是能征惯战的老兵，是奉军的第二主力。至于李景林、张宗昌的部队，吴佩孚并没有看在眼里，只以为王怀庆、米振标凭险便可固守。
这针锋相对的三路正兵以外，吴佩孚另有一路奇兵，包括装备最好的靳云鹦的第十四师；张福来的第二十四师，以及由他的第三师中抽调出来子弟兵第六旅，约计两万人，由温树德指挥的渤海舰队载运至葫芦岛登陆，截断山海关奉军的归路，直扑奉天，生擒张作霖。
战略是很高明，坏在吴佩孚以儒将自命，自炫有“手挥三弦，目送飞鸿”的才干，常常在一面批公事，一面会客之际，自己泄漏了许多机密。他的这一枝奇兵，外界知道的就很不少，王维城曾当面警告过他；但他仍以为计出万全，轻视东北海军只有两条三千余吨商船及一条购自俄国的破冰船所改装的军舰，名为“镇海”、“威海”、“定海”，其实只能在近海巡弋，不堪一击，所以仍照预定计划，只待奉军旷日持久，师老无功、士气消沉时，出兵葫芦岛，展开奇袭。
那知东北海军虽微不足道，但他们的海军司令沈鸿烈，却真是“九头鸟”，以他日本海军学校出身的学历，与在参谋本部为主管海军作战及海防事宜以及在陆大担任海军教官的经历，加以张作霖的“奉票”的支持，与渤海舰队已经搭上线，接上电了。
另一方面，冯玉样的第三路军，将行军路拉得极长，而且越到前线兵越少；不过战报却很热闹。经常有“遭遇战”力战歼敌的报告。事实上对于吴佩孚所希望的牵制锦州、绥中一带的奉军，可说全无影响。
最差劲的是王怀庆的第十三师，根本不懂什么叫战略战术，作战时由一个叫刘富有的旅长担任前敌总指挥，他派人搞一面大旗，往东往西，只看他所指挥的大旗行事；前进时皆是密集队形。李景林发现直军十三师还是这种老掉了牙的战法，便拉开一个大散兵线，远远将敌人包围了起来，很容易地消灭了直军的两个营，九月底由朝阳进占凌源，威胁平泉、承德。
自九月十七以后吴佩孚一直在四照堂饮酒赋诗、运筹帷幄；但前方战报不利，而李彦青一见了吴佩孚，便如芒刺在背，所以不断怂恿曹锟催吴佩孚上前线，他说：“待在北京城里当总司令，谁也会当啊！”
曹锟倒是对吴佩孚信心十足，不愿催他；但吴佩孚自己在四照堂坐不住了。首先是凌源失守的消息一到，他撤换了刘富有；接着连王怀庆的第二军司令都免了战，由援军总司令张福来接替。
其时李景林与张宗昌已打到长城边沿，所以双方的两路攻防，已联成一线，奉军第二路转攻直军第一军；直军第一军，则加派了三路的副司令，由三个混成旅长冯玉荣、葛树屏、时全胜担任。
在这条战线的攻防战中，两军争夺的焦点是石门寨。奉军自突破黄土岭口以后，部队便已由长城外面进入长城里面；长城至此，将到尽头，由抚宁县北的义院口关，婉蜒往东，至九门口急转南下，直到山海关。在这个环形地带，位于义院口关以南十三里的石门寨，宛如中流抵柱。如果奉军能攻占石门寨，不但东与山海关联成一气；、尤其有重大关系的是，自石门寨以建瓴之势，直冲南下至秦皇岛，可以截断京奉路，在山海关与奉军对峙的直军精锐，即无归路，为奉军东西夹击。如果出现了这样的情势，直军第一军总司令，也是吴佩孚手下第一号战将，外号“刺儿彭”的彭寿莘，除了树白旗以外，别无他策。
因此。奉军借直军一架飞机失事降落在敌军阵前的机会，以瞩抢飞机”为名，发动全线攻击。原来奉军早悬有赏格，如能夺获直军一架飞机，将赏十万元。重赏之下，必有勇夫，奉军各团各营，奋勇争先，攻势非常锐利。
全线攻击之中，必有一点突破；指挥官韩说春召集参谋会商，决定仍派平时由姜登选亲自训练的，冲破黄土岭口第十六旅孙旭昌团，担任攻坚的任务，占领一个高地以后，调回来休息；遇到难攻的高地，又调它上前。如此连续攻击前进，直军战斗力不强的陕军第二师，终于不能不放弃石门寨了。
由于前线的战况不利，吴佩孚不能不亲自出马了。十月十一日晚上九点钟，他率领直属部队，坐上讨逆军总司令的专车，由北京前门车站出发；随行有各国观战武官及中外各报新闻记者共一百余人，声势浩大，风光无比；吴佩孚认为比他前一年在洛阳过五十岁生日，“牧野鹰扬，百世勋名方一半；龙蟠虎踞，八方风雨会中州”，还要来得神气。
第二天上午四点半钟，吴佩孚的专车到达山海关，停靠在长城旁边；讨逆军总部，便设在专车上；直属部队则在山海关车站扎营帐“宿卫”。
吴佩孚是测量出身，对侦察地形是内行；一看当时的情势，非夺回石门寨不能稳住战局。这一来奇袭的计划，不能不改变了，预定进攻葫芦岛的两万人，悉数在秦皇岛登陆；这个华北唯一的不冻港内，停泊了渤海舰队的六条兵舰，廿几条运输船，还有廿几条外国兵舰；岸上则大军云集，将一个只有三百家住户的秦皇岛，挤得肩摩毂击，空前热闹。
后援军总司令；其实是奇袭部队总司令张福来，受命夺回石门寨与九门口。直军原来守九门口的是第十三混成旅；旅长冯玉荣通奉，不战而退，听说吴佩令亲临前线，怕被活捉处死，畏罪自杀，第十三混成旅便亦归张福来所指挥。双方的战况，非常激烈，奉军将张作相的总预备队六个团，由锦州调来，而看样子并没有顶得住的把握。
正当张学良、姜登选、韩麟春忧心忡忡，考虑从山海关正面调兵增援时，接到杨宇霆自沈阳打来的一通密电。翻译出来一看，无不惊喜万分，电文是：“金坛密示，大树回师，延陵全线动摇。”。隐语中的“大树”指冯玉祥；“延陵”指吴佩孚，只不知“金坛”是谁？后来是联军指挥部的作战科主任指出，清朝小学名家段玉裁是江苏金坛人，金坛必指段祺瑞；这当然是千真万确的消息，一百六十万日圆的“威力”，终于发生了。