战后奉系同意并支持直系拥有原皖系安徽、山东、浙江3省之地方。
这是一个双方大致都能接受的协议：陕西间隔了奉系控制的甘肃与直系控制的湖北，平分陕西实为公平之举；陕北若归奉系所有，绥远处在奉系甘肃、蒙古、察哈尔包围之中亦无完璧可能（临近的山西是另一军阀阎锡山牢不可破的势力范围）；天津为各外国势力云集之地，虽有海关之利，却动辄得咎，直系并无太大兴趣；靠近山海关的直隶两地处于奉系连接天津、热河必经之处，奉军势在必得，必不容协商。而直系则巩固了长江流域及北方的地盘，奉系将连接西北东北便捷通道的大片土地收归囊中。可谓皆大欢喜。
5月17日，段祺瑞在团河召开作战会议，命边防军集中北京一带，段拟自驻郑州迎击吴军。为了鼓动士气，次月4日，段祺瑞、徐树铮宣称动员讨伐南军。
段祺瑞前脚刚走，6月10日，关外的奉军便奉命自直隶独流镇经天津开往廊坊。
在直皖磨刀霍霍之际，皖系在湖南的钉子被连根拔起----6月13日，皖系湖南督军张敬尧为各方驱逐出湘，北京不得已“褫其湖南督军兼省长职，暂行留任”。
6月15日，吴佩孚携直军旅长王承斌、萧耀南、阎相文自郑州至保定，与直隶督军曹锟会议。
7月4日，徐世昌免去徐树铮西北筹边使职，以李垣护理，裁撤边防总司令，所辖军队由陆军部接管。
7月5日安徽督军倪嗣冲到北京，段祺瑞下令边防军动员。
7月6日边防军向长辛店、廊坊出动，战端已有迹象。
张作霖早已做好痛打落水狗的准备，但为了麻痹段祺瑞，亲身到团河，劝段祺瑞勿用兵。然而段祺瑞在得到张作霖奉军保持中立的“保证”后，认为胜券在握，执意开战，并要求惩办吴佩孚。在此形势下，直系第16混成旅旅长冯玉祥率部自常德桃源撤退，移兵汉口谌家矶…
直皖大战势不可免，但是直系仅吴佩孚所带第三师的3个混成旅及曹锟所部2个师，面对有日本华北驻屯军作后盾的皖系军队，不能不有所顾忌。在吴佩孚的建议下，7月10日，曹锟致电北京公使团，请其注意日本暗中助段的事实。美、英、法三国压迫日本公使表示态度。14日，日本公使被迫发表宣言，表示决不助段。
为给直系打气，7月11日张作霖致曹锟一电，说他已经派遣第二十八师先行进关，关内奉军派张景惠为司令。他估计关内奉直联军已有七八万人，可以应付东西两线的战争。并向曹锟担保：“我辈骨肉至交，当此危急存亡关头，不能不竭力相助。”
得到日本人不助皖的保证，又有奉系在后支持，曹锟决定对段祺瑞交战，于是直皖战争开始。