正当国民革命军全力以赴准备对北洋军阀最后一击的时候，奉系张作霖也在为保全半壁北中国做最后挣扎。
张作霖首先要做的事就是重整军备。他将全部能掌握的北方军队重新编组为七个方面军团，以孙传芳、张宗昌、张学良、杨宇霆、张作相、吴俊升、褚玉璞为军团长。其中张宗昌、褚玉璞的第二、第七方面军团是以原直鲁军改编，成分复杂，军纪废弛，而且在与冯玉祥的豫东大战中元气大伤，实际已不堪再战。第五、第六方面军团的张作相、吴俊升部系东三省旧军，战斗力一般，还要镇守东北广大地区，也不能使用。孙传芳的第一方面军团素质、纪律还算不错，只是经龙潭大战之后，损失大半，此时部队新兵较多，缺乏训练。因此，奉军中真正能战的只有张学良、杨宇霆的三、四方面军团。
同时，北京政府的财政也陷入极其困难的境地。河北、山东经连年战乱及奉鲁军的搜刮，经济已濒临破产边缘。东三省原来在号称“财神”的王永江主持下，经济复苏，财政充盈；然而自第二次直奉大战后，张作霖在关内穷兵黩武，抢占地盘，战事持续数年，经费支出超过一亿元以上，严重超出了东三省的承受能力，导致东北地区货币贬值、物价飞涨，人民怨声载道。王永江给张作霖的干将杨宇霆写信时指出：“将来不待外力来侵，已成自杀之策，其危险视外力来迫相等，此岂图存之道！恐不过一年后，即自索于枯鱼之肆矣！不速图挽救，危险即在目前。”
1926年1月24日晚上，王永江心灰意冷，破例请同事们吃了一顿饭，头一道菜上的就是“鹿尾白菜卷”（鹿尾寓意“路危”，白菜卷寓意“铺盖卷”），临别时，还分别赠送每人一张自己的半身照。次日，他向张作霖请假，希望回金州探望双亲。当天恰是正月初九，王永江的生日，张作霖以为廉洁的王永江是为了躲避生日应酬故意回乡待几天，爽快答应了。
数日之后，张作霖不见王永江回来，却收到了他的辞职信。张作霖当即复电：“尚望以大局为重，早日言旋。”他先后派遣袁金铠、张学良等人到金州，请他回去好好谈谈。但王永江决心已定，一概不见。1926年7月，张作霖亲自出面，吃的还是“闭门羹”。
1927年以后，物价飞涨，奉天省发行的纸币奉票币值暴跌。1月，奉票兑现洋的市价为2元8角；5月下旬，跌至3元5角5分；7月底，达到5元6角4分。6月21日，王永江在《日记》中写道：张雨亭在北京就任中华民国海陆军大元帅，人之将死，强作回光，此之谓也。
1927年11月1日，王永江在金州病逝，享年56岁。王永江即已回天乏术，东北经济恶化程度可想而知。
为了摆脱被动局面，1928年2月，张作霖召集奉军将领在北京开会，决定做最后一搏，先发制人。采取各个击破的战术，对津浦、京汉线方面采取守势，对相对疲弱的山西采取攻势。3月，当张作霖看到北伐军的全面攻势即将展开，又改变了战略，决定以张学良指挥精锐三四方面军团向正太路和京汉路同时进攻，以期先打败阎锡山和冯玉祥，在回过手来打击津浦路方面的蒋系第一集团军。这一战略导致了致命后果：奉军主力在正太、京汉方面与冯阎相持不下，北伐军第一集团军与第二集团军一部乘津浦路空虚之际，攻陷了山东，奉军最后不得不全面溃败。
奉军战斗序列：
陆军第1方面军团军团长：孙传芳辖：
第1军军长：孙传芳（兼）
第2军军长：郑俊彦
第3军军长：李宝璋
陆军第2方面军团军团长：张宗昌辖：
第1军军长：张宗昌（兼）
第2军军长：张敬尧
第3军军长：程国瑞
第4军军长：方永昌
第5军军长：王栋
第7军军长：许琨
第8军军长：柴云升
第11军军长：吴奠卿
第12军军长：寇英杰
第13军军长：刘志陆
第15军军长：刘文钊
第22军军长：许宝祥
第30军军长：毛思义
第31军军长；×××
陆军第3方面军团军团长张学良辖：
第8军军长：万福麟
第9军军长：高维岳
第10军军长：王树常
第11军军长：富双英
第20军军长：于学忠
炮兵军军长：邹作华
陆军第4方面军军团长：韩麟春（1927年冬韩因中风去职，由杨宇霆代）辖：
第15军军长：汲金纯
第16军军长：胡毓坤
第17军军长：荣臻
第29军军长：戢翼翘
预备军军长：富占魁
陆军第5方面军军团长张作相辖：
第12军军长：汤玉麟
第30军军长：于芷山
第31军军长：郑泽生
第15师师长：张作相（兼）
陆军第6方面军团军团长吴俊升辖：
第16师师长：于琛徵
第18师师长：吴俊升（兼）
第9旅旅长：陈玉昆
第12旅旅长：张明九
第18旅旅长：张焕相
第21旅旅长：李振声
第30旅旅长：齐占九
骑兵第2旅旅长：程志远
陆军第7方面军团军团长褚玉璞辖：
第6军军长：徐源泉
第14军军长：孙殿英
第15军军长：褚玉璞（兼）
第16军军长：袁振青
第17军军长：曲同本
第20军军长：李藻麟
第21军军长：王振
第23军军长：杨晴臣
第28军军长：纪元林
海军：总司令：张宗昌
副司令：沈鸿烈
第1舰队司令：沈鸿烈（兼）
第2舰队司令：吴志馨
空军：司令：周培炳
奉军首先向山西发起三路进攻。3月底，张学良、杨宇霆到达邯郸，与于学忠、戢翼翘等会商进攻计划。4月1日，奉军主力第三方面军团之第十军主攻晋东之龙泉关正面；四方面军团之十六、十七军沿正太路进占获鹿，进迫井陉，直指要隘娘子关；第五方面军团之第十二军、三十军，三方面军团之第九军由晋北雁门关至宁武、繁峙一线进行牵制性进攻。
4月5日，奉军占领井陉，随即双方在井陉以西之雪花山展开血战。雪花山为井陉进入山西的孔道，形势险要，晋军在此筑有坚固的防御工事，凭险扼守。奉军军长荣臻、胡毓坤都亲临前线督战，战况十分激烈。晋军到了生死攸关之际，拼死固守，奉军进展迟缓，双方纠缠到4月中下旬，也未能改善相持的局面，奉军首先击破晋军的计划未能实现。4月19日，阎锡山赶到娘子关，亲自指挥，转守为攻，开始向石家庄反击。
由于奉军轻阎重冯，将反攻的主力放在豫北方面。4月5日，奉军第三四方面军团的精锐第十一军、第二十军、第二十九军、骑兵军、重炮兵部队在豫北彰德一线向冯玉祥部展开猛烈攻击。第二集团军第九方面军鹿钟麟部依托即设阵地进行防御，后来冯玉祥又将刘汝明、刘骥、张维玺部调来参战。张学良亲抵前线督战，奉军的重炮和航空兵的猛烈火力给冯军造成巨大压力。但是西北军此时此刻顽强的作战意志显露无疑，冒着炮火与敌军在彰德城下反复拉锯。危急时刻，冯玉祥屡次致电李宗仁，请求增援。李宗仁乃派叶琪率部进至漯河，二集团军韩复榘的防务，韩复榘军星夜北上，于4月16日赶至彰德以南，参加鏖战。韩复榘部是冯玉祥的精锐主力，韩部到来终于顶住了奉军的强大攻势，牢牢控制住了战线。直至4月底，奉军未取得任何突破。
在进攻彰德的同时，安****第七方面军团褚玉璞部于4月9日突然进攻镇守大名的冯军刘镇华部。刘镇华部在豫东大战中损耗很大，并未得到及时的补充，因此不愿继续为冯玉祥做重大牺牲。在残破的直鲁军面前竟连连后退。冯玉祥无奈之下不得不过早的投入第二方面军孙连仲部，增援刘镇华。4月22日，褚玉璞攻占南乐，与孙连仲形成对峙。
在近一个月的攻势中，安****损耗非常大，而山东方面的北伐军已推进至济南附近，威胁豫北奉军鄂侧翼，因此，张作霖不得不于4月28日下令停止进攻。冯玉祥于是展开反攻，5月5日，收复大名。
就在冯玉祥指挥大军鏖战豫北之时，后院居然起火了。
与冯玉祥矛盾重重的樊钟秀，号称集结部队二十万，举旗反冯。冯玉祥急调陕西宋哲元率第四方面军移驻潼关。樊钟秀虚张声势，手下实际不到五万乌合之众，但是此时河南后方空虚，简直如无人之境。樊部占领偃师，直扑洛阳。驻洛阳的第二集团军训练总监石敬亭集合西北军军官学校的数千学员仓促上阵，进行防御。4月28日夜，宋哲元率部由陕州乘火车赶至洛阳，部队秘密埋伏于西宫营房，次日清晨，突然杀出。宋哲元亲率徐以智、张祥麟师和手枪团等部大破盘踞在龙门的樊钟秀部，歼其两万余人。5月1日，克复偃师。此时，石友三部亦从鲁西沿陇海路星夜驰援而来，一路上攻克巩县，解孝义之围，至洛阳与宋哲元会师。继而冯玉祥电令宋哲元由临汝方面，石友三由登封方面继续追击樊军。樊钟秀不支，率残部逃入鲁山、襄城一带。
宋哲元出关援洛，又致使陕西方面兵力空虚。原国民二军将领，曾经与杨虎城共守西安的李云龙也乘机发动叛乱，与樊钟秀遥相呼应。李云龙所部陕军与冯玉祥新仇旧恨非常复杂，反叛也是事出有因。他亲率三万大军攻打潼关，欲封闭入陕通道。潼关只有马鸿宾及其卫队数百人防守，但马部人人都是神枪手，李云龙攻打七昼夜，竟然未能得逞。另外何玉斌、党玉昆、赤亚斌等部三万人围攻西安。西安城内只有不足一旅的部队，在参谋长张维藩的统一部署下，顽强抵抗。
宋哲元消灭了樊钟秀，立即回师援陕。同时，参加完北伐的第二集团军孙连仲部也一同回师。大军西来，后果可想而知，李云龙败逃，部队四散。但从此，开始了宋哲元在陕西的血腥统治。