曹锟依靠金钱与军队终于登上了民国大总统的宝座，但这一贿选行为却给了其反对者有力的借口，一时间，全国上下反曹锟、反直系的运动更加激烈的上演了。就在曹锟刚刚贿选成功后两天，南方的国民党就发表了讨曹宣言；又过了两天，孙中山在广州大本营主持会议，商量讨曹事宜，致电各国外交团，请求不承认曹锟为总统，并以大元帅名义下令讨伐曹锟，通缉贿选议员，同时致电“反直三角联盟”的段祺瑞、张作霖和卢永祥一致行动。

另一方面，在直系内部也出现了分裂。直系名将吴佩孚本来一直支持曹锟，但在“驱逐黎元洪”和“贿选总统”的问题上，吴佩孚担心会引起舆论非议，影响其“武力统一”的大业，因此主张待黎元洪届满后，再合法参与竞选。就这样，曹锟和吴佩孚之间产生了矛盾，最后在直系内部形成了相互对立的以曹锟为首的津保派（因曹锟当时驻天津、保定）和以吴佩孚为首的洛派（因吴佩孚当时驻洛阳）。曹锟当选总统后，两派矛盾日深，吴佩孚居功自傲，还将冯玉祥、王承斌等直系将领的地盘和兵权也夺了去。就这样，直系于外有孙、段、张“反直三角联盟”，于内又形成了冯玉祥、王承斌和齐燮元结成的反吴三角联盟，这两个三角联盟搞得曹锟焦头烂额。

此种形势下，直系决定先发制人。当时，浙江督军卢永祥和淞沪护军使何丰林同为皖系，而江苏督军齐燮元为直系，齐燮元千方百计想将上海和浙江划入自己的势力范围，因此与卢、何二人矛盾极深。另外，直系孙传芳在闽不稳，窥粤无望，也企图向浙江发展，于是便与齐燮元联合，图谋攻浙。对于卢永祥来说，他是不承认曹锟总统之位的，而且还大量接纳反直系的政客和议员，使上海、杭州俨然成为反直的中心，曹锟对此极为恼火，下令褫夺其职务。1924年9月，齐燮元以卢永祥收容为直系孙传芳所击败的福建皖系部队为由，向其发动进攻，引发江浙战争。战争中，直系动员了6个省的兵力进攻上海和长兴等地，卢永祥则将从福建退入浙江的皖系部队和自己的部队组成淞沪联军与之对抗，双方以上海为争夺焦点，因此战斗也主要集中于淞沪周围。后来，直系孙传芳率部由闽入浙，防守仙霞岭的卢军一部倒戈，浙江战场激变，卢永祥被迫放弃浙江。9月25日，孙传芳进入杭州；之后，齐燮元全力进攻淞沪，扫清上海外围，直抵龙华。10月3日，卢永祥通电下野，逃往日本；14日，齐燮元进占上海，江浙战争结束。

由于孙中山、张作霖和卢永祥订有反直同盟，因此，江浙战争爆发后，孙中山即于9月5日发表讨伐曹、吴的命令，随后，移师韶关，分两路向湘、赣进军，支援卢永祥对直作战。关外奉系张作霖也以反对攻浙为由，于9月15日起兵讨直，亲率六路大军向山海关和热河方面前进。9月18日，北京政府发布讨奉令，曹锟以吴佩孚为“讨逆军”总司令，分三路迎击奉军，第二次直奉战争爆发。

奉系自第一次直奉战争失败后，一直都想雪耻，于是在日本的全力扶植下，张作霖积极整顿军务，以图再起。到第二次直奉战争时，奉军的战斗力已经比两年前有了长足的进步，武器装备水平远远超过直军。张作霖本人看穿了吴佩孚“先平浙江，后取东北”的战略意图，因此硬要陷直军于“两线作战”的境地，遂于江浙战争爆发后立即出兵关内。

此时，直系方面不仅军事实力不如奉军，而且内部还矛盾重重，开战之初，直军即已处于下风。在奉军发起进攻后，曹锟急召吴佩孚由洛阳抵京出任“讨逆军”总司令，发兵迎战奉军。直系中路军出喜峰口作战，被奉军打垮，而领西路军出古北口的直系冯玉祥因与吴佩孚有宿怨，故按兵不动，不支援中路军。与此同时，直奉两军主力在山海关展开决战，战斗十分激烈，吴佩孚和张作霖均亲临前线督战，双方互有伤亡，但不分胜负。谁料就在此时，战局却发生了戏剧性的变化——直系西路军统帅冯玉祥临阵倒戈了。

冯玉祥是“反吴三角联盟”的一员，对吴佩孚把持朝政、排斥异己向来不满，在第二次直奉战争中他出工不出力，而且还与张作霖及奉系前线将领有来往，与南方广州政府也有接触，受到奉系的贿赂和国民党的策动。就在直奉两军在山海关相持，北京防务空虚的时候，10月19日晚，冯玉祥率部倒戈，日夜兼程回师北京，截断京奉、京汉铁路；10月23日凌晨，冯玉祥进入北京，迅速占领了北京内外各重要据点和机关，派兵包围总统府，软禁总统曹锟，接管北京全城防务。这就是当时震惊全国的北京政变，称其为“第二次北京政变”，台湾方面也叫“首都革命”。

10月23日，政变当天，冯玉祥与共同参与政变的直系将领胡景翼、孙岳联名通电主和，要求曹锟下令停战，免去吴佩孚本兼各职；24日，冯玉祥召集胡景翼、孙岳、黄郛、王承斌等举行会议，一致决定立即电请孙中山北上主持国家大计，并商定先请段祺瑞入京维持局面；在孙、段入京前由黄郛组织内阁，处理政府事宜。会议还决定将冯玉祥、胡景翼、孙岳所部军队定名为中华民国国民军，冯玉祥等宣布脱离直系。会后，冯玉祥等联名电请段祺瑞任国民军大元帅，并联合奉系张作霖，推举段祺瑞为北京临时政府执政。10月25日，冯玉祥等发出通电，请孙中山北上，共商国是。

10月26日，尚在前线作战的吴佩孚率军回救北京，山海关的奉军趁机全线出击，将大部直军包围在山海关至秦皇岛之间，几乎全部俘获。吴佩孚自山海关到达天津，本想整兵再战，但为时已晚，在国民军和奉军的联合打击下，吴佩孚于11月初从大沽口乘船南逃，撤往湖北岳州。至此，第二次直奉战争结束。

1924年11月2日，以黄郛为总理的摄政内阁成立；次日，曹锟宣布辞职，将大总统印信移交国务院，民国再度进入国务院摄行大总统职权时期，直系军阀控制北京政府的时代终结，直系也从此衰落，中华民国进入奉系军阀统治时期。

摄政内阁成立后，修改了《清室优待条件》，11月5日，冯玉祥派鹿钟麟率部荷枪实弹进入紫禁城，命令早已退位的清帝溥仪立即出宫，同时成立了“办理清室善后委员会”，负责清理清皇室公、私财产及处理一切善后事宜。到第二年10月10日，故宫博物院宣布成立。

“首都革命”后，中国政局发生重大变化：直系在北方的势力被消灭，国民军崛起，并控制了北京；奉军大批入关，沿津浦线南下，大肆扩张势力。摄政内阁时期，多数人主张北京政府施行委员制，由孙中山、段祺瑞、张作霖和冯玉祥等任委员，但北洋军人担心大权旁落，各国使节也担心国民党采取敌视列强的政策，于是1924年11月13日，苏、鄂、浙、闽、赣、皖、豫、陕八省军阀通电全国，声明不承认北京政府发布的命令。11月中旬，冯玉祥、张作霖、段祺瑞在天津举行会议，张作霖、段祺瑞联合向冯玉祥施压，要求由段祺瑞出面组织政府；迫于当时的形势，冯、张之间达成暂时的妥协，张作霖同意邀请孙中山北上共商国是，冯玉祥则同意由段祺瑞担任临时执政，成立中华民国临时执政府。

1924年11月24日，段祺瑞就任临时执政，中华民国临时执政府正式成立，黄郛摄政内阁于同日解职。