5月10日。
徐世昌发布大总统令，下令裁撤东三省巡阅使、蒙疆经略使职，免去张作霖东三省巡阅使、奉天督军兼省长等本兼各职，听候查办。
同日，英国领事出面“调停”，派出英国教士杨古、美国教士普来德与直奉双方接触。
5月12 日。
在日本关东军的支持下，张作霖宣布东北三省独立。
5月19日。
张作霖赶回奉天，奉天省议会在他的授意下，宣布响应“联省自治”口号，在东北实行“闭关自治”，推举张作霖为东三省保安总司令兼奉天省长，形同国中之国。
此时，吴佩孚还是希望利用军事上的胜势，直捣奉军关外老巢，吴佩孚开始暗中组织联衔通电讨伐张作霖，一劳永逸的解决东北问题。
但是。
日本陆军大臣山梨半造在东京公开明确表示：“万一将来战事之结果，乱及日本权利有重大关系之东三省……则军事当局实有相当之考虑。”，明确暗示日本会出兵东北。
同时。
在广州的非常大总统孙中山宣布，将从广西、广东分两路开始北伐。
内外形势均不容直军再向奉军发起进攻，吴佩孚这时又想起来那个“定威军”来了，将来一旦吴佩孚准备对南方北伐军动武，那么暂时蛰伏在东三省的张作霖，会不会趁机抄直军的后路？
这种可能性是极大的，奉系、皖系、北伐军的三角同盟早就秘密结成，那么收编一支奉系溃兵组成的军队，就能牵制奉军，给吴佩孚重新排兵布阵争取时间。
5月21日。
吴佩孚接见了周庆仁，并与在赤城县北面的山区的“定威军”取得了电报联络，双方的秘密谈判正式开始。
5月26日。
奉系军队全部退守榆关（今山海关）。
6月4日。
张作霖向全国发出通电：自任东三省自治保安总司令，宣布东三省一切政事自主，与西南及长江同志各省取一致行动，变相脱离了北洋政府。
这次直奉战争，双方损失消耗都很大，为保存实力，张作霖接受了英、美提出的停战建议。
6月17日。
张作霖派代表在秦皇岛海面的英国“克尔留”号军舰上，与直军代表举行谈判，并签订了停战和约和附约。
至此，直奉战争结束。
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