战争的阴云密布，北京的段祺瑞面对来势汹汹的直系军队，做出了他的安排，任命段芝贵为西线总指挥，指挥边防军第一师曲同丰师，陆军第十五师的刘询师以及边防军第三师第五混成旅，第九师的两个营等在涿州，固安，涞水一线顺着京汉铁路展开攻击的态势。
吴佩孚想要用部队正面牵制段芝贵的攻击，准备另带一个团突袭正在团河的段祺瑞，事泄，段祺瑞马上坐车返回北京。
吴佩孚偷袭不成，又面对段芝贵的大军逼近，就决定避其锋芒，主动撤出高碑店，分三路固守：西路固守涿州、高碑店一线；中路固守固安一线；东路固守杨村一线。
与此同时，皖军东路在总指挥徐树铮的指挥下，直扑天津。皖军东路由西北边防军第二混成旅，陆军第九师以及边防军第三师的两个团组成。在天津的外围杨村铁路桥被曹英的军队阻击。一时僵持不下。
原来，曹英把天津的大炮全部架设在杨村的铁路桥上，用大炮轰击前来攻击的徐树铮部。
两日后，驻防天津的日本护路队，强行要求曹英部退出铁路沿线2英里之外，这样就使得曹英在杨村的防线被打开了一个缺口，面对徐树铮的凶狠的攻击，曹英不敌，遂放弃杨村，退守北仓。
就在东线直军不利的情况下，面对西线的皖军，吴佩孚兵行险招，采取侧翼迂回的战术，带一主力团向涿州，高碑店之间的松林店突袭，直捣皖军的前敌指挥部——曲同丰的师指挥部，生俘曲同丰等高级指挥官，造成皖军前线各军的指挥混乱。吴佩孚利用皖军的指挥混乱集中优势兵力，采取各个击破的战术，一举击溃皖军的前线各部。当天就占领涿州，并向长辛店方向攻击前进。
吴佩孚乘胜追击，占领琉璃河一线，进而攻击卢沟桥，把西路皖军基本肃清。
皖军的西路总指挥段芝贵兵败之后，只身逃亡北京。
就在吴佩孚突袭松林店之时，奉军在张作霖的带领下抵达天津，并于当天就收复杨村，直趋廊坊。
面对奉军和直军的猛烈攻击，徐树铮各部相继溃败，徐树铮也在当晚就逃回北京。
次日，奉军占领北京的北大营，直军占领北京的南大营。两军相约不进北京城。
段祺瑞当即宣布辞职，而总统徐世昌则派王怀庆为京畿卫戍司令，维持北京的秩序。
曹锟，张作霖和吴佩孚还没在北京呆几天呢，就被一则消息给震呆了！——外蒙古宣布独立和建国。
外蒙古独立的消息传到北京，一时间舆论大哗，国内各民主党派、民间团体纷纷发表宣言，反对蒙古王公贵族分裂祖国的倒行逆施，谴责苏俄对中国外蒙古的武装占领。北京的大街上到处都是游行的队伍，尤其是苏俄使馆外面站满了愤怒抗议的人群。
北京政府的曹锟和吴佩孚相继指示外交部发布了一份措词严厉的声明，谴责外蒙古企图分裂中华民国的行径，不承认外蒙古的独立。并且，委任张作霖兼任蒙疆经略使，全权处理蒙古事宜。
张作霖也大骂俄国人，对外蒙古的独立异常愤慨。他一时冲动，竟准备发兵外蒙，以武力解决外蒙纠纷。
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