在歷史的長河中，軍閥混戰的時期總是充滿了動蕩與變數。1918年10月，馮國璋為直系軍閥排遣，被逐出了北京政府。雖然段祺瑞同時去職，但北京政權實際上仍舊掌握在直系軍閥手中，段祺瑞本人領有參戰督辦之名，直接控制著參戰軍。第一次世界大戰結束后不久，參戰軍先改名為國防軍，再改名為邊防軍。
到了1919年6月，段祺瑞的心腹徐樹錚被任命為西北籌邊使兼西北邊防軍總司令，直系勢力深入西北。同年11月，徐樹錚又以西北籌邊使領督辦外蒙善后事宜，直系勢力再深入到外蒙。直系勢力的膨脹及其利用安福國會，排擠直系勢力，彈劾直系地盤等，引起了直系軍閥的嚴重不滿。同時，由于直系勢力向外蒙和西北擴張，對皖系軍閥造成一定威脅，因此也引起了皖系軍閥的不安。
直系軍閥在英、美帝國主義的支持下，決心要與直系軍閥爭奪中央政權。他們利用人民群眾反對直系軍閥賣國的革命情緒，與南方軍閥相結合，并且聯合東北的奉系軍閥，活動倒直。1919年秋冬之間，出現了直、蘇、鄂、贛和東北三省組成的直奉反直七省聯盟。1920年2月中旬，段祺瑞企圖侵占與直系有關的河南省軍閥趙倜的地盤，這樣又引起趙倜對直系軍閥的不滿。趙倜遂決定參加七省反直聯盟，使七省聯盟擴大為八省聯盟。駐防在湖南衡陽的吳佩孚，是直系反直的急先鋒，他以沒有發軍餉為借口，要求撤防。吳佩孚早與南方軍閥秘密商定，一旦北軍后撤，南軍即行前進。1920年5月20日，吳佩孚從湖南衡陽向北撤兵，北京政府急令停止，吳佩孚置之不理。直系軍一撤，湘軍緊緊跟上，于是驅逐了統治湖南兩年多的直系軍閥張敬堯。同時，張作霖在沈陽借口做壽為名，曹錕在保定以追悼在湘陣亡將士為名，先后召集八省反直聯盟的軍閥代表舉行秘密會議，策劃對付直系的軍事行動。參加八省反直聯盟的是直隸曹錕、江蘇李純、江西陳光遠、湖北王占元、河南趙倜（以上屬直系）、奉天張作霖、吉林鮑貴卿、黑龍江孫烈臣（以上屬奉系），直奉兩系聯合，漸趨成熟。
6月初，吳佩孚行抵鄭州，軍隊分別駐防于河南、河北各地，拉開了對付直系的架勢，然后通電要求召集國民代表大會解決國事，表面上好像是關心國家大事，實際上是利用群眾的反直情緒。同時，奉系軍閥張作霖也派兵入關，與直系配合倒直。在直、奉的活動下，受直系包圍的大總統徐世昌，在7月4日下令免去徐樹錚西北籌邊使、西北邊防軍總司令等職，并將邊防軍改歸陸軍部接收。邊防軍事實際上是“段家軍”，將邊防軍改歸陸軍部，等于置直系于無用武之地，直、直兩系矛盾已處于劍拔弩張之勢。
直系軍閥積極備戰，以對付直系。日本帝國主義準備給直系軍閥段祺瑞以積極支持，但遭到英、美帝國主義的阻撓，就連直系以京綏路作抵押向日本借款500萬元提供戰費一事，也為英、美干涉而未成。7月14日，日本被迫發表絕不助段的聲明。盡管如此，直系仍設法挽救自己。在徐樹錚免職令發表的第二天，段祺瑞即以邊防督辦名義，下令徐樹錚“照常辦公”，并決定先發制人。7月9日，段祺瑞將邊防軍改名為“定國軍”，自任總司令，派徐樹錚為參謀長，段芝貴為第一路軍司令兼京師戒嚴總司令，曲同豐為第二路軍司令兼前敵總司令，魏宗瀚為第三路軍司令。同日，段祺瑞派兵包圍總統府，逼徐世昌下令免去吳佩孚本兼各職，交陸軍部“依法懲辦”；免去曹錕本兼各職，“褫職留任”。段祺瑞聲稱：“大總統任免黜陟，不能為一黨一派所箝制；關于徐樹錚、張敬堯免職，余不過問，惟湖南問題，四省經略使曹錕，任吳佩孚自由撤防之罪，不可不問；余為維持國家綱紀計，必興問罪之師?！?月10日，直系軍閥以吳佩孚不交回軍隊，反而進兵，下令向直系發動進攻，于是，直直兩系軍閥狗咬狗的戰爭就此爆發。
直系軍閥為對付直系的進攻而組織“討逆軍”，以吳佩孚為前敵總司令兼西路總指揮，曹錕為東路總指揮，王承斌為后路總指揮。7月12日，曹錕、張作霖等聯名通電討伐段祺瑞，說直系軍閥跋扈專橫，惟有武力解決，共伸義憤。第二天，在琉璃河一帶兩軍開始交戰。開始兩天，戰斗頗為激烈，激戰兩晝夜，互有傷亡，直軍先勝。17日，奉軍投入戰斗，協助直系。吳佩孚所率直軍西路突入涿州、高碑店一線，直軍大敗，第二十五師二九旅旅長張國溶、三十旅旅長齊寶善，均向直軍投降。吳佩孚率部沖進直軍前敵總司令部，生擒直軍第二路軍司令兼前敵總司令曲同豐及司令部全體高級將領。曲同豐表示投降，并向直軍發出“共起討賊”的通電。這樣直系主力曲同豐部4萬余人或投降或被俘或潰散。此外，東路之直軍徐樹錚部、湖北之直軍吳光新部，以及哈爾濱之直軍，連吃敗仗，吳光新被王占元所俘，其他重要將領紛紛失師逃走。18日，勝負已定，直系大敗。
這次戰爭，雙方各投入近10萬人的兵力。段祺瑞親自培植兩三年，花了巨大代價的參戰軍，僅在四五天內即全軍覆沒。失去了武力支撐的段祺瑞，不得已于7月20日自請免去本兼各職，逃出北京。23日以后，直、奉兩軍以勝利者的姿態進入北京，直直戰爭以直系軍閥的失敗而告終，北京政權落入了以直系為主的直、奉兩系軍閥手中。
