皖系军阀段祺瑞们已被逼到极致，他们决心对直系兴师问罪。７月８日，段由团河回到北京，在将军府召集皖系高层会议，决定起兵讨伐曹吴。会后，段向总统徐世昌递交一份措辞严厉的呈文，在历数曹吴的种种罪行后，要求“上大总统迅发明令，褫夺曹锟、吴佩孚、曹锳等三人官职，交祺瑞拿办”。这在当时被认为是一篇奇文。它哪里是呈文，分明是命令。无兵无权的徐世昌面对咄咄逼人的段，还想讨价还价。但段不给面子，“乃以重兵围公府，强迫总统依允”①。
无奈之下，徐世昌才盖印下令：“吴佩孚着褫夺陆军中将及所得勋位勋章，交陆军部依法惩办，第三师由陆军部接收。曹锟督率无方，着褫职留任。”这一回合，段靠军力取得了暂时的胜利，“段派人人称快”。９日，段积极调兵。边防军第三师开赴廊房，边防军第一师与陆军第九师、第十三师、第十五师都开向长辛店、卢沟桥、高碑店一带。在团河设立定国军总司令部，段祺瑞自任总司令，徐树铮为参谋长。但终因仓促上马，筹备未周。
直系方面，军心愤激，一意主战。曹锟于９日上午到天津举行誓师大会，派吴佩孚为前敌总司令。吴佩孚宣言，“将亲率三军，直向神京，驱老段，诛小徐。故所部名讨贼军”。保定为大本营，高碑店为司令部。摩拳擦掌，着力备战。吴佩孚很重视舆论的力量。他每每在战前和战中，都要利用电报这种快捷的传播方式，狠打电报战。这一次，他又尽展丰采。
他连续发表了几份通电，申明主张，痛斥段徐，以争取舆论的支持。诸如：《吴佩孚出师讨贼通电》《吴佩孚宣布段徐罪状通电》《直军致边防军西北军书》《直军将士再忠告段军书》等，都是响亮的讨贼檄文。如在申明讨贼的理由时，他写道：“自古中国，严中外之防。罪莫大于卖国，丑莫重于媚外。穷凶极恶，汉奸为极。段祺瑞再秉国政，认贼作父。始则盗卖国权，大借日款，以残同胞；继则假托参战，广练日军，以资敌国；终则导异国之人，用异国之钱，运异国之械，膏吾民之血，绝神黄之裔。实敌国之忠臣，民国之汉奸也。”又表态：“佩孚等束发受书，尝闻大义；治军以还，以身许国，誓不与张邦昌、石敬瑭、刘豫、吴三桂之徒，共戴一天。贼生则我死，贼死则我生。”还发誓：“今日之战，为讨贼救国而战，为中国民族而战。”①
他所揭露的段祺瑞卖国求荣的丑行，是很能打动人心的。当时，吴佩孚的军阀本质还掩盖得比较深，人们还没有看透他。直系在舆论和军事的准备上，都要好于皖系。这为他们战胜皖系奠定了坚实的基础。 直系还得到了奉系的支持。张作霖在７月９日，从军粮城回到了奉天。他也用电报这种手段宣传自己的主张，为奉军入关参战找理由，作掩护。张作霖先后发表了几个通电，冠冕堂皇，欺世盗名。 这些通电有：《张作霖派兵入关通电》《张作霖劝段祺瑞勿袒护徐树铮电》《张作霖等共举义师通电》《张作霖揭破段派阴谋通电》等。张阐述率军入关的原因：“作霖为戴我元首，卫我商民，保管我路线，援救我军旅，实逼处此，坐视不能，义愤填膺，忍无可忍。是用派兵入关，扶危定乱。”他的率军入关，完全是为了人民。这是欺世盗名。
１０日，张又进一步阐明奉军入关是为了“清君侧”：“作霖反复焦思，忍无可忍。如有敢于倒行逆施，居心祸国，即视为公敌，誓将亲率师旅，铲除此祸国之障碍，以解吾民之倒悬。然后请罪于大总统、我督办之前，以谢天下。”这里的“公敌”是指徐树铮，“督办”是指段祺瑞。张作霖知道打击了段祺瑞的心腹爱将，就是打击了段祺瑞。他以“清君侧”的策略，狠狠地打击直系。
１２日，张又发一通电称：“奉省侦获由北京派来姚步瀛等１３名，亲笔供认曾云霈等指派，并有定国军第三军委任，给予大洋十二万元，来东省招募匪徒，在山里或中东路线一带扰乱东省，使奉军内顾不暇，牵制奉省兵力。”既然你皖系派奸细到我东省捣乱，我就有理由出兵打你。此电文最后说：“作霖此次出师，为民国诛除奸党，为元首恢复自由，拯近畿数百万人民于水深火热。倘国难不解，党恶不除，誓不旋还乡里也。”张作霖发誓要打败皖系军阀。其目的是为了未来称霸中原，君临全国。但现在却是拣好听的说。
张作霖一面发表通电告之全国，一面派出大军进关参战。段起初以为，张不过是说说罢了，没料到他真的出兵，而且到达京津一带。奉军由张作霖率领，第二十七师师长张作相带兵先期入关，其后奉军陆续西进，以军粮城为中心，集结于天津、北仓附近，约有七万余人，给皖军造成很大压力。
７月１０日，段祺瑞下达总攻击令。１１日，直皖两军前线发生小冲突。１４日，直皖双方正式开战。从１４日开战到１９日停战，首尾加起来一共６天，真正打仗只有３天。直皖战争，雷声大，雨点小。战争结局，是直胜皖败。 直军胜利的原因，主要是吴佩孚的军队军纪严整，英勇善战。而且，１７日，吴佩孚又绕道偷袭了松林店的皖系边防军前敌总司令部，俘获了总司令曲同丰与总司令部的全体高级将领。群龙无首，这一路的边防军和第十五师就顷刻瓦解了。该师第二十九旅旅长张国溶，第三十旅旅长齐宝善率领部分士兵投降。
