對張漢卿而言，不但自己，就是老27師的官兵們也甚少受到係統的軍事培訓，這對一支立誌於撐起東北一片天、並伺機壯大的軍隊來說是非常不能接受的。另外，沒有帶過兵的軍官，是不合格的；沒有受過合格訓練的軍官的指揮，在戰場上就是對軍人的犯罪。在這個意義上，他要讀軍校。而且他深知，舊式的軍隊是無法支撐起改造國家的任務的，他要擇人善用，打出自己的一片天來，這一前提是尋找一些誌同道合的軍官。
東北有軍校，那就是東北講武堂。
1907年8月，東三省總督徐世昌遵照清政府兵部奏定“各省應在省垣設立講武堂，作為帶兵者研究武學之所”，遂借用奉天陸軍小學堂房舍（大北關老將軍府院內）最終設立東三省講武堂。1908年10月移至奉天省城小東邊門外，校名始為東三省講武堂普通科，又改為陸軍講武堂選拔巡防營優秀軍官入堂培訓，學期一年。辛亥革命後停辦。
這個軍校在1912年的時候，因為張作霖的巡防營改為陸軍師，張為整頓軍隊，又繼續開辦，名為陸軍二十七師隨營講堂，分為軍官團和軍士團，1915年因中日交涉再次停辦。直到1918年末，張作霖就任東三省巡閱使，為在東北進一步稱霸，大肆擴軍。為了解決軍官不足問題，1919年3月，在原東三省講武堂原址重新開辦講武堂，校名定為東三省陸軍講武堂，隸屬東三省巡閱使署，先後舉辦八期。作為奉係軍閥的軍官學校，奉係軍隊的高、中級軍官基本都經過它的培訓。它在提高奉軍的戰鬥力，促進奉係軍閥的形成和發展過程中，起過重要的作用，在中國的軍校史上也非常著名，與雲南講武堂、保定陸軍軍官學校以及後來的黃埔軍官學校並列為當時中國的四大軍官學校。
奉天講武堂原來就是東三省最高的職業軍官培訓場所。東三省講武堂的教官，都是在軍隊中有一技之長的人物，各有特色。像吳俊升精通騎兵作戰之法，張作相在步炮聯合方麵頗有所長，以及薑登選的步兵操練等等，在當時軍界都是有名的。
在可預見的將來，父親麾下的軍隊起來越多，如何很快完成對軍隊戰鬥力和指揮能力的提升？答案是教育和培訓。為此，他積極遊說張作霖盡快重新恢複奉天講武堂的開立。而雄心勃勃的張作霖亦認為：要想雄霸天下，必須要有雄厚的兵力。為此，他在整軍經武、大肆擴軍的同時，深感軍事人才匱乏。當真是父子有感應，兩人一拍即合。
仿照後世黃埔軍校的成就，張漢卿積極建議張作霖親自擔任奉天講武堂的堂長（校長），以彰顯其重要程度，從而帶動各級軍官入學的興趣。在中國，這是官場常態，像乾隆就是兼任了《四庫全書》的總編撰，從而使紀曉嵐得以順利完成此一重大文化盛舉一樣，所謂老大難，老大出手就不難。當然，能夠培養並掌握嫡係親信是另一個隱而不發的深層意義。像老蔣，不就是靠著黃浦軍校的一堆畢業生才能夠在中國政壇呼風喚雨幾十年嗎。
張作霖委任張作相為教育長、孫烈臣為總隊長，設教育、庶務、軍需、軍醫、獸醫、書記各官，學員編為四個中隊。堂長之下設監督一人，由張作相兼任，肖其煊為教育長，增設步、騎、炮、工、輜術科擔任官各一名，由隊長或教官兼任，中隊設置步、騎、炮、工、輜五科，培訓對象主要是奉軍各部隊在職初級軍官，每期400名，學期一年。