但是要對抗馮玉祥，單靠李景林的實力是不夠的，奉軍大多在關外，李景林隻好派人去和張宗昌取得聯絡，希望能夠組成直魯聯軍。李景林下轄三個師、四個混成旅，分別駐紮在天津、楊村、楊柳青、宿馬廠、軍糧城一帶，遂準備將所部改編為新直軍第四軍，以李爽愷為總指揮，馬瑞雲出任第一軍軍長、紀毓坤出任第二軍軍長、張憲出任第三軍軍長、王丕煥出任第四軍軍長。在與張宗昌聯絡妥當之後，李景林便宣布組成直魯聯軍，自任總司令，以張宗昌、李爽愷為副司令。
直魯聯軍成立以後，李景林就派人抓捕郭鬆齡方麵的駐津人員，並派兵攻擊灤州，以斷郭鬆齡部的後路。馮玉祥聞訊後急忙親筆寫就信函，委派心腹熊斌帶去交予李景林，但李景林卻當著熊斌的麵撕掉了馮玉祥的信函，斷然拒絕與馮氏合作。隨後，李景林便決定出兵三路進攻馮玉祥部，同時發布通電，“當此國家一發千鈞之際，時機危迫，倘再容忍，即恐貽害無窮。景林義憤填膺，絕不與馮賊共立於化日光天之下。用敢率十萬健兒，聲罪致討”。
1925年12月3日，郭鬆齡部進占興城，然後分別進攻連山、錦西，在此過程中郭鬆齡部的一個旅歸降奉軍。錦西方麵的守軍汲金純部奮勇作戰，與郭鬆齡部展開連番激戰，張學良的總司令部此時自連山移至錦州。
奉軍此時一邊在連山、錦西前線冒著風雪與郭鬆齡部作戰，一邊在錦州和大淩河之間構築戰壕，作為後續的防禦陣地。4日，萬福麟的騎兵旅自錦州繞到郭鬆齡部的側後方，威脅郭鬆齡部後路，從而使得正在進攻連山的郭鬆齡部不得不暫時後撤。
但是到了5日，郭鬆齡部先是擊退了萬福麟部的騎兵旅，接著就攻克了連山。消息傳來，原本咬緊牙關不準備下野的張作霖，此時也逐漸屈服，生出“照郭鬆齡之要求而下野”的想法。當晚，張作霖在大帥府召集奉天軍政要員開會，當眾表示“大勢已去，決計下野”。6日，奉天代省長王永江親自到日本領事館，請求吉田茂總領事能夠出動日本兵維持省城的治安，當時奉天城內隻有1000餘名警察，根本不足以維持秩序。
7日，前線傳來消息，郭鬆齡部已經攻克錦州。郭鬆齡部此時已經飲馬巨流河，突破了張作霖所布置的三條防線，與奉天近在咫尺。張作霖的部隊此時仍然沒有對郭鬆齡部形成像樣的抵抗，就迅速撤退到巨流河畔。張作霖已經做好了逃至大連尋求日本人庇護的準備，開始派數十輛軍用大車將自己的財物運往日本租界。所有的軍用大車都被防水帆布蓋著，上麵坐著持槍的士兵負責押運，一天從早到晚往返十餘次駛往日本車站滿鐵地方事務所。
此時東北局勢可以說是最為錯綜複雜，對東北蓄謀已久的日本人開始在張作霖和郭鬆齡之間頻繁活動。日本人率先找到的是在戰事中處於優勢的郭鬆齡，但郭鬆齡斷然拒絕了日本人的要求，於是，日本人便轉身去找地位搖搖欲墜的張作霖。當郭鬆齡進攻新民縣的時候，張作霖已經準備逃亡旅順。據時任東三省交涉總署處長羅靖寰回憶，關東軍司令官白川義則委派其參謀長齋藤協同三浦中佐抵達奉天，通過大帥府的日本顧問町野武馬與張作霖取得聯係，邀請張作霖在奉天滿鐵附屬地的旅館見麵。
張作霖當時孤立無援，張作相的吉軍根本不是郭鬆齡的對手，而吳俊升的黑龍江部隊當時還在馳援而來的路上，如果能夠得到日本人的幫助，正可以解張氏的燃眉之急。到了預定好的時間，張作霖在顧問町野武馬的陪同下，前往旅館與齋藤、三浦見麵。見麵之後，齋藤開門見山地提出了日方的五項要求，事先已經由打字機打好，這五項條件包括：
一、日本臣民在東三省和東部的內蒙古，均享有商租權，即與當地居民擁有一樣的居住和經營工商業權利；
二、間島地區行政權移交給日方；
三、吉敦鐵路的延長，並與圖們以東的朝鮮鐵路接軌和聯運；
四、洮昌道所屬各縣均準許日本開設領事館；
五、以上四項的詳細實施辦法，另由日中外交機關共同協商決定。
在聽完了這五項條件之後，張作霖也提出了自己的條件。張作霖的條件主要是希望日本關東軍能夠出麵幹涉郭鬆齡部在奉天周圍的行動，包括防止郭鬆齡部進入滿鐵沿線20裏內，更不得在這個地區落下一枚炮彈。必要時，張作霖還希望日本關東軍能夠派兵保護張作霖，並擔負起保護奉天省城的職責。除了張作霖提出的條件，日方還允諾滿鐵火車不會運載郭鬆齡的部隊，提供滿鐵附屬地區和日本租界為張作霖等奉係要人的避難場所等。日方答應了張作霖的條件以後，張作霖便在草擬的密約上簽了字。