在第一次直奉戰爭中，張學良與郭鬆齡嶄露頭角，立下戰功，其聲望地位在奉軍中日漸上升。張作霖為整頓奉軍，成立東三省陸軍整理處，自兼總監，副監孫烈臣（曾任吉林省長，是“中央”派到東北去的，也是張作霖的一員大將）；另一副監是薑登選（曾給孫中山當過參事）。張學良任陸軍整理處參謀長兼任東三省航空處總辦、東三省陸軍軍士教導隊隊長、東三省陸軍講武堂監督等要職。但他的實際職務仍是第三旅旅長。
為培養、鍛煉張學良，張作霖有好多事都讓張學良去辦。每天天剛亮，張學良要到航空處看看，再到北大營走走，然後去拜見父親。因是父子關係，當然與別人有所不同。當張作霖還未起床時，張學良就在臥室外麵的沙發上坐等，讓當差的報告大帥他已來到，問爸爸有沒有事，沒有事，即回到整理處，辦完事即吃中午飯。下午辦辦事，晚上還要打打麻將，找找女朋友，每天夠忙乎了。張學良當時地位特殊，實權甚多，成為東北地區一人之下，萬人之上的少帥。
1924年9月15日，奉軍先發製人，向朝陽、山海關進軍，第二次直奉戰爭開始。奉軍當時隻有七萬多人，仗該怎麼打？大家開軍事會議時，麵麵相覷，怕出征後回不來。當時東北軍有五個軍團：第一軍團長薑登選，副軍團長韓麟春，駐喜峰口；第二軍團長李景林，副軍團長張宗昌，駐朝陽；第三軍團長張學良；第四軍團長郭鬆齡。臨行前，張學良向於鳳至告別，在於處住了一夜，他說：“你不要說話，不要擾亂我的軍心。我是來看看你就是了。”其實彼此心裏都明白，既然當了軍人，就應該準備著犧牲。在山海關時，第三軍團在一邊打，第一軍團韓麟春帶著部隊在九門口，結果未打進城去，韓麟春敗下陣來。天亮後才把情況搞清楚，周圍全是大山。當他們把城攻陷後，郭鬆齡與韓麟春鬧起矛盾來。奉軍中的士官派與陸大派的矛盾再次“爆發”，他們都受張學良的領導，但彼此矛盾根深蒂固。張學良認為郭鬆齡雖有諸多長處，但是非常小氣，缺乏肚量。郭鬆齡總想讓張學良隻跟他好，不讓張跟別人好。張學良決心乘勝前進，而吳佩孚的部隊卻隻守不出，張學良隻好在九門口等著。張學良征得薑登選同意，秘密由山海關抽出八個團，派郭鬆齡統率加入九門口的部隊。郭鬆齡奉命到達後，要求接替第一線，薑、韓認為郭氏爭功，言多譏諷，使郭鬆齡所率部隊充作預備隊，郭深感不滿，張學良也對郭鬆齡略有責難。郭鬆齡大發脾氣，即帶部隊撤離前線，甩手不幹了。當時薑登選除將這一情況電告張作霖外，並對張學良說：“郭茂辰如此違抗命令，應當軍法從事。”這下可苦了張學良，他心想，“這家夥是怎麼回事？”就打電話罵他幾句，郭鬆齡卻把電話放下了。萬般無奈，張學良隻好夜間騎馬走山路去找郭鬆齡，跑了幾十裏路，中途遇到後撤的部隊。張學良問：“誰下的命令？”有人答，“是郭旅長。”張學良命令部隊立即停止前進，都站著，不準跑。直到天亮，才在一個四合院裏找到郭鬆齡，他正在睡覺。
張學良喊：“起來，起來，起來！”
郭鬆齡答：“我是你的老師，不能這樣。”
張學良說：“可現在我是你的上級（長官）。”
郭鬆齡說：“我給你丟臉了，人家打勝了，我來幫忙，我不幹！”
“你不幹？”張學良很嚴肅地說：“那好，今天我是你的長官，你要真是不幹，你身上帶著槍，我沒有帶武器（說著張學良撩起衣服讓郭看），你可以開槍把我打死。”
郭鬆齡說：“我願死。”
張學良說“那好啊，你既然想死，就到前線去死。你到前線打了勝仗，不是可以收回麵子嗎？萬一出了問題，要殺頭咱們一起去，出了什麼事，我來承擔責任。”
張學良又向郭鬆齡開導一番。郭鬆齡說：“你放心，我說到做到。”他把軍隊整頓一下，就開回去了，敵人一看，也不曉得來了多少人，被嚇壞了。郭鬆齡一發火，有點野性，一下就攻上去了，打了大勝仗，俘虜了兩萬多人。山海關的鐵路已被破壞，別的軍隊也都退了下來。沒有列車，張作相與張學良是坐軋道車進去的。張作相把張學良的眼睛捂住，不讓他看到到處都是死屍的場麵。但他還是看到了。他看見一個士兵死後還握著槍，心裏十分難過，打敗仗實在是太慘了，兵敗如山倒啊！張學良對戰爭的殘酷性身臨其境，別有一番感慨。
1996年，他在夏威夷第一華人基督教堂作“見證”時又說：“在中國不幸的動亂年代，我參加內戰不知多少，殺人如麻。”再次表示懺悔。