“五四运动”之后，皖系控制的北京政府成为众矢之的，但段祺瑞仍然利用安福系控制着国会，皖系势力仍然很大。在这种情况下，与皖系向来不和的直系便开始与关外的奉系接近，谋求联手对抗段祺瑞；而奉系方面，因当年6月段祺瑞派其心腹徐树铮督办外蒙善后事宜，皖系势力由此伸入外蒙，与奉系利益发生冲突，奉系因此迅速与直系相结。同时，西南军阀也被拉拢进来，直系军阀和奉系军阀、西南军阀结成了“反皖同盟”。

1919年6月，迫于当时“五四运动”的压力，徐世昌免去了钱能训国务总理的职务。接着，徐世昌本打算让其旧部出任国务总理，但段祺瑞和“安福系”却另有人选，双方争持不下，只好让财政总长龚心谌暂时代理。后来，徐世昌经反复思考，决定推荐陆军总长靳云鹏出任，因为靳云鹏既是皖系要员，又是徐世昌门生，还是奉系张作霖的儿女亲家，直系曹锟的换帖兄弟。这一提案很快在参众两院通过，10月，靳云鹏出组内阁。然而，靳云鹏虽属皖系，但却因与徐树铮不和，而同段祺瑞日渐疏远，所以靳云鹏执掌内阁期间，多次受到段祺瑞的刁难，屡求辞职，使直皖裂痕更加扩大。

1919年秋冬期间，直系四督（直督曹锟、苏督李纯、赣督陈光远、鄂督王占元）与奉系三督（奉督张作霖、吉督鲍贵卿、黑督孙烈臣）结成反皖七省联盟，在军事上实现了直奉联合。这一期间，尚在湖南前线的直系吴佩孚鉴于直皖之间日益尖锐的矛盾和湖南军事行动的徒劳无益，决定领兵北撤，以靳云鹏为内应，向北京段祺瑞发难。1920年1月，吴佩孚要求班师的电报飞到北京，段祺瑞为防放虎归山而采纳徐树铮的建议，决定将吴佩孚的部队堵死在其归途必经之地河南。为达到这一目的，段祺瑞利用安福系操纵国会通过了以皖系吴光新替代直系赵倜出任河南督军的议案，结果导致赵倜的不满，豫督赵倜由此加入七省联盟，七省联盟变成了八省联盟。

1920年4月，曹锟在保定召开八省联盟会议，策划对皖系的武力行动。5月20日，吴佩孚从衡阳向北撤兵，并通电指斥安福系“祸国殃民，卖国媚外”，要求驱逐徐树铮，解散安福俱乐部。6月上旬，奉系也派出军队以“拱卫京师”为借口，进入关内配合直系倒皖。7月1日，曹锟、吴佩孚公开发布反皖通电；4日，徐世昌在直奉两系压力下，免去徐树铮职务。面对危局，皖系方面也多方筹划，准备反直战争。7月8日，段祺瑞在北京召开阁员及军政首脑联席特别会议，发出声讨曹锟、吴佩孚等人的通电，并胁迫徐世昌免去曹、吴之职；9日，段祺瑞将边防军改为定国军，自任总司令，徐树铮为参谋长；10日，段祺瑞下达总攻击令；12日，直奉方面通电讨段；13日，张作霖率兵入关；同日，段祺瑞发布讨伐曹锟、吴佩孚的檄文；14日，直皖战争正式爆发。

当时，直系军队南扼京汉线，其控制下的河南、湖北、湖南连成一片，又与西南军阀结盟，可谓无后顾之忧，东面则与奉军联合，共占京奉、津浦路，西北方面也有亲直系的军队。京直一带的皖军虽兵力不少，但处于四面被围的态势，战争形势显然对皖军不利。开战后，直军在东西两线均避皖军之锋芒，诱敌深入，然后发动突然反击，至18日，西路皖军全军覆没，直军进占琉璃河，20日抵长辛店、卢沟桥，直逼京城。在东路，皖军与直军相持于北仓，后奉军抄袭皖军后路，直军开始反攻，皖军败溃，徐树铮只身逃回北京。7月19日，段祺瑞辞职，仅仅5天，皖系就输掉了直皖战争；23日，直奉联军进驻北京。

直皖战争结束后，徐世昌下令撤销对曹、吴的处分，免去段祺瑞的各项职务，撤销西北边防军，通缉在逃的徐树铮等人，解散安福俱乐部，皖系退出北京政府，从此衰落，直、奉两系共同控制了北京政权，中华民国进入直系军阀统治时期。然而，在外交上，直系和奉系分别依靠英美和日本，因此二者不可能长期相安无事。事实上，直皖战争结束后不久，直奉之间就发生了冲突，并很快就由暂时的联合转为斗争。

直奉冲突的原因有四：

其一，直皖战后，直系更多关注如何抢夺北京政府大权，而奉系则大肆抢夺皖系的辎重财物；此外，战争中奉系出兵甚少，而战败皖军却多由奉军收容改编，使奉军的装备和人员都得到了扩充和增强。这一切都引起了直系的不满。

其二，直皖战后，直奉两系各向长江流域扩张势力，但直系占先，安徽督军、江苏督军均由直系成员出任，张作霖保举之人均被拒绝，使奉系染指长江中下游的企图受挫；1921年，吴佩孚夺取湖北，控制了湖南，两湖又纳入直系势力范围，奉直矛盾更加激化。不得志于长江的张作霖转而同皖系背景的浙江督军卢永祥结盟。

其三，以日本为后台的皖系失势后，日本更加积极的支持奉系，以对抗由英美所支持的直系，这等于是给直奉之间的矛盾火上浇油。

其四，直皖战后，直奉经过一番明争暗斗，最后决定由与双方都有关系的靳云鹏第二次组阁。靳云鹏本是对段祺瑞不满的皖系人物，其内阁开始亲奉，但1921年5月即被改组成亲直内阁，支持直系扩张势力，引起奉系不满；12月，张作霖入京推倒靳云鹏内阁，并推荐亲日派官员梁士诒为国务总理。梁士诒内阁上台后，内靠奉系，外亲日本，重新起用“五四运动”中被罢免的曹汝霖，赦免了安福系政客，与皖系接近，还限制吴佩孚军费，吴佩孚十分恼火。

1921年11月，美、英、日等国为重新划分第一次世界大战后太平洋地区的势力范围，在美国的建议下于华盛顿举行国际会议，即华盛顿会议，也称太平洋会议，美、英、法、意、日、比、荷、葡和中国北洋政府都有派人参加。华盛顿会议是巴黎和会的继续，它要解决的是《凡尔赛和约》中未能解决的列强海军力量对比问题和远东、太平洋，特别是中国地区的利益冲突问题，进而完善一战后的世界体系。美、英、法、日四国主导了此次会议，并于1921年12月签订了《四国条约》，在太平洋地区问题上达成了合作协议；1922年6月，美、英、日、法、意五国还签订了《五国海军条约》，规定了五国海军主力舰总吨位的比例，美英达到了限制日本海军力量的目的，但英国也接受了美国与其海军实力平等的事实。

会议上，中国代表提出了《十项原则》，要求尊重中国领土完整和行政独立，废除“二十一条”，解决山东问题。经过谈判，中日于1922年2月签订《中日解决山东悬案条约》和《附约》，日本交还了原德国在胶州的租借地，但仍保留了许多特权，“二十一条”部分条款也被废除。随后签订的《九国公约》中还接纳了对中国主权、领土、行政、经济发展等有利的要求。

华盛顿会议签订的条约和通过的议案构成了华盛顿体系，作为对凡尔赛体系的补充，凡尔赛-华盛顿体系形成。此后，美日两国在远东及太平洋地区的争夺愈演愈烈，中国则回复到被多个列强国家共同支配的局面。

在华盛顿会议上，英美的目的是限制日本在亚洲的扩张，但亲日的梁士诒内阁却处处袒护日本的在华利益。中日谈判期间，梁士诒曾电令中国代表向日本妥协，其卖国行径激起全国的反对。