近年来，不少研究吴佩孚军事思想的学者形成共识，吴善于运用传统儒家伦理治军，提出军人要以“忠孝为体”，绝对服从命令，严守纪律。他用兵极注重部队的整体素质，常常借用关羽五百精兵破曹兵三十万、岳飞以八百精兵破金兵六十万的经典战例教育将士：兵贵精而不在多。据说，有一次吴佩孚派出学兵团去郑州车站迎接两湖巡阅使王占元，适逢倾盆大雨，士兵直立雨中，纹丝不动。王占元感慨道：“说起来真惭愧，看看人家是什么军队，咱们是什么军队！”那么，第一次直奉战争中，吴佩孚如何以六万精兵迎战张作霖十多万东北军的呢？到底凭借什么以少胜多，将奉军打回东北老家？民国以来最大规模的战争又给近代中国带来怎样的影响呢？
1922 年 4 月 26 日，两军战线迅速逼近，直军首先发动进攻，直指天津。在两天时间里，阵地几度易手，双方死伤甚重，军情升级。此后，直军来势迅猛，多次攻克奉军防地，声威大振。张作霖不敢轻敌，赶赴军粮城亲自督战。
4 月 29 日直军三路并进，向东路良王庄、中路廊坊、西路长辛店同时发起总攻。同日镇威军总司令张作霖向各部下达总攻击令。直奉之间的正面战争正式打响。东路主要在津浦线进行，直军先声夺人，攻克大城。张作霖之子张学良率兵万余前来增援。双方鏖战一夜，奉军大败，溃退杨柳青，直军攻进马厂。听说西路奉军大败，本来还占据优势的东路奉军弃城奔逃。直军一路追击进占静海，奉军 7000 余人投降。直军乘胜追击，奉军残部退至军粮城，最后全部缴械。那么，西路战线奉军是如何丢城失地的呢？
西路是最关键的一条防线。期间经历长辛店、琉璃河、卢沟桥三场大战，直军才得以占据优势。西路奉军司令部驻地的长辛店成为双方攻防焦点。直军张福来部、董政国部向长辛店奉军发起攻击 , 突然，前方突击冲锋时遭遇如雨般的密集爆炸，竟是大片地雷阵，一时间直军损失惨重。但到傍晚，直军西路总指挥孙岳派兵奇袭，突破奉军阵地，歼灭千余人。
奉军增援部队火速赶到，击退直军，收复阵地，追击直军到琉璃河一线时，两军再次交锋。吴佩孚急调补充团冲上前线，击退奉军，进逼长辛店。在夺取长辛店的战斗中，双方展开了异常激烈的拉锯战，伤亡惨重。吴佩孚亲自督战，坚持一天一夜。后奉军炮火猛烈，直军只得边打边退，让出房山。
5 月 2 日拂晓，吴佩孚调整部署，集合西路主力，展开反攻。当双方处于胶着状态之时，吴佩孚面见冯玉祥手下骁将李鸣钟，组织夜间偷袭奉军一部，打完便走。奉军不问缘由，一路追击，结果陷入早已布下的埋伏圈与地雷阵。李鸣钟部截断后路，使奉军首尾难顾、坐以待毙。4 日凌晨，直军主力直扑卢沟桥。奉军一部战场倒戈，张景惠部陷入重围，突围后向卢沟桥溃退，直军占领长辛店。张景惠率残部逃往天津，所部被俘近三万人。至此，西路奉军彻底失败。
长辛店大捷，直军已稳操胜券。吴佩孚亲自指挥的中路战场上双方都派出了精锐部队。直军与张学良、郭松龄所部在霸县一带多次较量，数日激战，直军连败。但听说西路丢了长辛店，为保存实力，张学良决定不战而退。直军一路追击，攻占廊坊。张作霖见大势已去，军粮城不是久留之地，遂退往滦州。6 日，直军长驱直入军粮城。吴佩孚特地到张大帅的大本营转了一圈。然后凯旋天津，津城各路精英、市民纷纷夹道欢迎。他专门安排时间，向天津的北洋元老表达了拜见慰问之意。一阵寒暄过后，曾当过东三省总督的赵尔巽暗示吴佩孚要戒骄戒躁。吴佩孚一点面子都不给：“当年你启用了张作霖，如今他藐视中央，挑起战端，祸国殃民，你也该为此负责！”赵尔巽哑口无言。
此时张作霖虽损兵折将，还未丧失元气，想纠集几万人马，负隅顽抗。为肃清关内奉军，直军直捣滦州。奉军别说与直军短兵相接了，听到吴大帅的名字都胆战心惊。张作霖领着败军逃回沈阳老窝，直军一直追到秦皇岛。此后，张还不服输，再次收拾残部反扑秦皇岛，被直军孙岳部打得落花流水。直到此时，张才接受英国教士的从中调停，直奉签订了停战条约。从战前部署的兵力对比上看，奉军入关部队约 12.5 万；直军前线部队约 6 万余人，处于明显的劣势。重武器方面，奉军拥有各型火炮150 门，重机枪 200 挺；直军火炮 100 门，重机枪 100 挺，还有飞机两架，也不占优势。直军虽有渤海舰队的六艘军舰，但因列强干预双方空军与海军均未能发挥作用。
直军之所以能以弱胜强，主要得益于吴佩孚在政治上的宏大抱负、国家意识与深孚众望。在他眼里，张作霖从倒戈扶植代理人到贸然派兵入关，一再挑战中央政府，使已破碎的山河面临再次陷入大分裂的危险，是可忍，孰不可忍。在军事策略上，首先吴佩孚确立的军事目标是将奉张打回东北，保持现有各方势力的平衡，维护北京政府的正统与权威，以图一统河山，所以采取了力保关内安全、背城一战之策。比较之下，张作霖胜可加长伸向北京政府的手，以图中国之一统，败可退守东北老营，目的自私、缺乏必胜信念。
其次，虽然兵力悬殊、装备滞后，但直军特别是从洛阳带出来的军队训练有素，以一当十，纪律严明，勇往直前，战斗力极其旺盛。在战术运用上，吴佩孚在战前就悄悄地将参战部队分为强军与弱军，先用弱兵，后用强兵，试探对方实力，决不轻易拼消耗。等战机一到，他再派强兵突击，一举歼灭对方。在这次战争，直军多次使用奇袭战术，目标精准、出奇制胜。他又善于辅之以攻心战术，将奉军西路败绩消息传遍东线、中线，不战而屈人之兵。吴佩孚不愧是一名深得孙子兵法精髓的儒将，直奉一役，使直系牢固地掌握了对国内大局的控制权，也由此威名远扬。
其实，张作霖父子也是有政治理想的，只不过在人们传统的印象中其做法似乎更像是在经营奉系自己的“霸业”。孙中山就曾说过，我们在南方搞了几十年三民主义 , 民生居然不如东北的张家父子！张学良晚年也说：“我们张家父子，若不是为了爱国，会有这种下场吗？”