７月１６日，东三省保安司令部正式成立。这标志着东三省同中央完全脱离关系，正式独立。张作霖任总司令，孙烈臣、吴俊升任副总司令，杨宇霆任总参议。成立秘书、副官、军务、军需、军医、军法稽查等处，分管相关事宜。张作霖请书法家在他的纸扇上书写了“毋忘吴耻”四个大字，借以时时提醒自己，以报前仇。张作霖这类人，意志顽强，轻不言输。为了尽雪前耻，经总结教训，张作霖采取了一些重大的改革举措。
首先，改组领导机构。张作霖设立了一个最高的整军经武的领导机构，名为东三省陆军整理处。该机构是１９２２年７月２４日成立。委任孙烈臣为统监，张作相、姜登选为副监，张学良为参谋长。１９２５年，东三省陆军整理处改为东三省陆军训练处，人员相应作了更动。由张作霖任统监，姜登选、韩麟春、李景林、张学良为副监。这次改动是为了加强张作霖父子的权力。陆军整理处下设两个处和若干科。两个处是，军学处，处长为陈瑛；工务处，处长为张宣。
据曾任东北军高级将领的何柱国将军回忆：“第一个重要机构是陆军整理处。这是整军经武的最高执行机构，凡属部队整编以及人事的部署和升迁等都由这里决定。除了最高决策由统帅部直接掌握之外，一切日常有关整军经武的重大事情，都要通过这里。”①他又写道：“因此由张作霖自兼统监，下设副监多人，新旧两派都有，但实际负责的是副监姜登选、韩麟春和参谋长张学良。”这段回忆有点误差，但是可以看出新派实际掌握了改革的实权。姜登选、韩麟春和张学良都是新派人物，尤其是张学良更是新派的首脑。由于新派掌握了改革的实权，推进奉军的近代化就奠定了坚实的基础。
其次，严肃整顿陆军。奉军存在新旧两派。何柱国将军写道：“我要谈谈奉军新旧两派的消长。旧派的主要人物就是人们熟知的张景惠、吴俊升、孙烈臣、张作相和汤玉麟等跟张作霖一起打天下的众好汉。新派人物是杨宇霆起的头。杨是东北法库人，日本士官八期毕业，为人精明干练，勇于负责，从１９１８年继张作相为统帅部的总参议，始终得到张作霖的特殊信任。就是由杨宇霆先后吸引了韩麟春、姜登选、郭松龄、戢翼翘、臧式毅、于国翰、熙洽、王树常、于珍、邢士廉等成了新派的骨干。后来张学良又以少帅的身份列入新派的首脑，并由张学良和郭松龄分任新军主力三、八旅旅长。从此新派逐步抬头，逐步壮大，终于成为以后整个东北军的主体。”这个看法是很有道理的。 张作霖原来依靠的完全是旧派。是什么原因促使张作霖开始决心重用新派呢？这主要的是直奉一战的教训。
何柱国将军分析：“然而新派之所以能压倒旧派，也并不是偶然的。其中至少有两件事值得一提。１９２２年的直奉战争，奉军旧派的军队在长辛店作战，新派的三、八旅在杨柳青以西作战，结果长辛店方面的旧派军队溃不成军，而杨柳青以西的三、八旅则虽败而未溃，这是一件。另一件是王升文团在山海关的浴血奋战。原来奉军在长辛店和杨柳青战败以后，直军以破竹之势直追到山海关，满以为一举可以捣毁奉张的老巢，不想到了山海关石门寨一线，突然遇到三、八旅中王升文团的猛烈抗击。王部战斗力之强，远远超出曹吴意料之外。结果王升文团长阵亡，全团官兵也损失甚重，但毕竟阻止了直军的攻势，稳住了整个奉军的阵脚，迫使曹吴不能不有所顾忌而接受了和议。” 接着他又写道：“这两件事不但博得了张作霖的特殊赏识，并鼓舞了新派的信心，而且也是旧派相形见绌，不得不在军事上有所让步。因此以后的整军经武，事权大部掌握在新派手中，并且逐步深入到旧派军队，使旧派军队也起了变化。”这个分析是很中肯的。张作霖在实践中看到了新派的潜力，因此他决心重用新派。张作霖的头脑是随着时间的推移而发展变化的。
整顿陆军的指导思想是依靠新派力量，裁汰为非作歹的胡匪及行伍出身的官佐。这已经成为张作霖的整军指导方针了。借着总结直奉战争各部的表现，严厉地惩处了违反军纪的军官。根据不同情况，分别加以惩处。 在战争中，临阵退缩、贻误战机、焚劫掳掠者，一律枪决。有第六混成旅旅长鲍德山，第二十七师第一〇六团团长阎玉成，第十混成旅第一团团长许益三。枪毙了一个旅长和两个团长，震动很大。
对指挥不力、能力不佳、犯有小过者，给予撤职处分。有奉省军队中的第二十八师师长汲金纯，第二混成旅旅长郑殿升，第九混成旅旅长牛永福，第十混成旅第二团团长朱砚长，独立骑兵第一团团长朱益清；吉省军队中的第二混成旅旅长张九卿，第三混成旅旅长成明，第五混成旅旅长李庆禄，第六混成旅旅长高凤城，第七混成旅旅长李桂林；黑省军队中的第一混成旅旅长英顺，第二混成旅旅长张明九，第三混成旅旅长巴英额，第四混成旅旅长张海鹏，骑兵第一旅旅长马瑞禄，骑兵第二旅旅长张魁武，炮兵独立团团长吉兴等①。这些受到处分的军官遍布东三省，计有１个师长，１３个旅长和３个团长。对他们的处分，也同样产生很大反响。 当然，经过整顿，受到处分以后表现好的，又有重新得到任用的。如李桂林、李明九、巴英额等又当上了旅长。而吉兴反而由原来的团长被提升为旅长。
