“五四運動”之后，皖系控制的北京政府成為眾矢之的，但段祺瑞仍然利用安福系控制著國會，皖系勢力仍然很大。在這種情況下，與皖系向來不和的直系便開始與關外的奉系接近，謀求聯手對抗段祺瑞；而奉系方面，因當年6月段祺瑞派其心腹徐樹錚督辦外蒙善后事宜，皖系勢力由此伸入外蒙，與奉系利益發生沖突，奉系因此迅速與直系相結。同時，西南軍閥也被拉拢進來，直系軍閥和奉系軍閥、西南軍閥結成了“反皖同盟”。

1919年6月，迫于當時“五四運動”的壓力，徐世昌免去了錢能訓國務總理的職務。接著，徐世昌本打算讓其舊部出任國務總理，但段祺瑞和“安福系”卻另有人選，雙方爭持不下，只好讓財政總長龔心諶暫時代理。后來，徐世昌經反復思考，決定推薦陸軍總長靳云鵬出任，因為靳云鵬既是皖系要員，又是徐世昌門生，還是奉系張作霖的兒女親家，直系曹錕的換帖兄弟。這一提案很快在參眾兩院通過，10月，靳云鵬出組內閣。然而，靳云鵬雖屬皖系，但卻因與徐樹錚不和，而同段祺瑞日漸疏遠，所以靳云鵬執掌內閣期間，多次受到段祺瑞的刁難，屢求辭職，使直皖裂痕更加擴大。

1919年秋冬期間，直系四督（直督曹錕、蘇督李純、贛督陳光遠、鄂督王占元）與奉系三督（奉督張作霖、吉督鮑貴卿、黑督孫烈臣）結成反皖七省聯盟，在軍事上實現了直奉聯合。這一期間，尚在湖南前線的直系吳佩孚鑒于直皖之間日益尖銳的矛盾和湖南軍事行動的徒勞無益，決定領兵北撤，以靳云鵬為內應，向北京段祺瑞發難。1920年1月，吳佩孚要求班師的電報飛到北京，段祺瑞為防放虎歸山而采納徐樹錚的建議，決定將吳佩孚的部隊堵死在其歸途必經之地河南。為達到這一目的，段祺瑞利用安福系操縱國會通過了以皖系吳光新替代直系趙倜出任河南督軍的議案，結果導致趙倜的不滿，豫督趙倜由此加入七省聯盟，七省聯盟變成了八省聯盟。

1920年4月，曹錕在保定召開八省聯盟會議，策劃對皖系的武力行動。5月20日，吳佩孚從衡陽向北撤兵，并通電指斥安福系“禍國殃民，賣國媚外”，要求驅逐徐樹錚，解散安福俱樂部。6月上旬，奉系也派出軍隊以“拱衛京師”為借口，進入關內配合直系倒皖。7月1日，曹錕、吳佩孚公開發布反皖通電；4日，徐世昌在直奉兩系壓力下，免去徐樹錚職務。面對危局，皖系方面也多方籌劃，準備反直戰爭。7月8日，段祺瑞在北京召開閣員及軍政首腦聯席特別會議，發出聲討曹錕、吳佩孚等人的通電，并脅迫徐世昌免去曹、吳之職；9日，段祺瑞將邊防軍改為定國軍，自任總司令，徐樹錚為參謀長；10日，段祺瑞下達總攻擊令；12日，直奉方面通電討段；13日，張作霖率兵入關；同日，段祺瑞發布討伐曹錕、吳佩孚的檄文；14日，直皖戰爭正式爆發。

當時，直系軍隊南扼京漢線，其控制下的河南、湖北、湖南連成一片，又與西南軍閥結盟，可謂無后顧之憂，東面則與奉軍聯合，共占京奉、津浦路，西北方面也有親直系的軍隊。京直一帶的皖軍雖兵力不少，但處于四面被圍的態勢，戰爭形勢顯然對皖軍不利。開戰后，直軍在東西兩線均避皖軍之鋒芒，誘敵深入，然后發動突然反擊，至18日，西路皖軍全軍覆沒，直軍進占琉璃河，20日抵長辛店、盧溝橋，直逼京城。在東路，皖軍與直軍相持于北倉，后奉軍抄襲皖軍后路，直軍開始反攻，皖軍敗潰，徐樹錚只身逃回北京。7月19日，段祺瑞辭職，僅僅5天，皖系就輸掉了直皖戰爭；23日，直奉聯軍進駐北京。

直皖戰爭結束后，徐世昌下令撤銷對曹、吳的處分，免去段祺瑞的各項職務，撤銷西北邊防軍，通緝在逃的徐樹錚等人，解散安福俱樂部，皖系退出北京政府，從此衰落，直、奉兩系共同控制了北京政權，中華民國進入直系軍閥統治時期。然而，在外交上，直系和奉系分別依靠英美和日本，因此二者不可能長期相安無事。事實上，直皖戰爭結束后不久，直奉之間就發生了沖突，并很快就由暫時的聯合轉為斗爭。

直奉沖突的原因有四：

其一，直皖戰后，直系更多關注如何搶奪北京政府大權，而奉系則大肆搶奪皖系的輜重財物；此外，戰爭中奉系出兵甚少，而戰敗皖軍卻多由奉軍收容改編，使奉軍的裝備和人員都得到了擴充和增強。這一切都引起了直系的不滿。

其二，直皖戰后，直奉兩系各向長江流域擴張勢力，但直系占先，安徽督軍、江蘇督軍均由直系成員出任，張作霖保舉之人均被拒絕，使奉系染指長江中下游的企圖受挫；1921年，吳佩孚奪取湖北，控制了湖南，兩湖又納入直系勢力范圍，奉直矛盾更加激化。不得志于長江的張作霖轉而同皖系背景的浙江督軍盧永祥結盟。

其三，以日本為后臺的皖系失勢后，日本更加積極的支持奉系，以對抗由英美所支持的直系，這等于是給直奉之間的矛盾火上澆油。

其四，直皖戰后，直奉經過一番明爭暗斗，最后決定由與雙方都有關系的靳云鵬第二次組閣。靳云鵬本是對段祺瑞不滿的皖系人物，其內閣開始親奉，但1921年5月即被改組成親直內閣，支持直系擴張勢力，引起奉系不滿；12月，張作霖入京推倒靳云鵬內閣，并推薦親日派官員梁士詒為國務總理。梁士詒內閣上臺后，內靠奉系，外親日本，重新起用“五四運動”中被罷免的曹汝霖，赦免了安福系政客，與皖系接近，還限制吳佩孚軍費，吳佩孚十分惱火。

1921年11月，美、英、日等國為重新劃分第一次世界大戰后太平洋地區的勢力范圍，在美國的建議下于華盛頓舉行國際會議，即華盛頓會議，也稱太平洋會議，美、英、法、意、日、比、荷、葡和中國北洋政府都有派人參加。華盛頓會議是巴黎和會的繼續，它要解決的是《凡爾賽和約》中未能解決的列強海軍力量對比問題和遠東、太平洋，特別是中國地區的利益沖突問題，進而完善一戰后的世界體系。美、英、法、日四國主導了此次會議，并于1921年12月簽訂了《四國條約》，在太平洋地區問題上達成了合作協議；1922年6月，美、英、日、法、意五國還簽訂了《五國海軍條約》，規定了五國海軍主力艦總噸位的比例，美英達到了限制日本海軍力量的目的，但英國也接受了美國與其海軍實力平等的事實。

會議上，中國代表提出了《十項原則》，要求尊重中國領土完整和行政獨立，廢除“二十一條”，解決山東問題。經過談判，中日于1922年2月簽訂《中日解決山東懸案條約》和《附約》，日本交還了原德國在膠州的租借地，但仍保留了許多特權，“二十一條”部分條款也被廢除。隨后簽訂的《九國公約》中還接納了對中國主權、領土、行政、經濟發展等有利的要求。

華盛頓會議簽訂的條約和通過的議案構成了華盛頓體系，作為對凡爾賽體系的補充，凡爾賽-華盛頓體系形成。此后，美日兩國在遠東及太平洋地區的爭奪愈演愈烈，中國則回復到被多個列強國家共同支配的局面。

在華盛頓會議上，英美的目的是限制日本在亞洲的擴張，但親日的梁士詒內閣卻處處袒護日本的在華利益。中日談判期間，梁士詒曾電令中國代表向日本妥協，其賣國行徑激起全國的反對。