冯军沿途割断电线，封锁消息，并且以昼夜兼程七十公里的行军度，迅杀回北京。
十月二十二日晚上九点，冯军第八旅，第二十二旅两部率先开回北京。随后，陕军胡静怡师也开进通州，隔断了吴佩孚与京东方向的联系。
十月二十三日，陆军检阅使兼第十一师师长冯玉祥，陕西陆军第一师师长胡静怡，大名镇守使兼第十五混成旅旅长孙玥联名出了呼吁和平的通电。
在电文中，他们把直奉战争说成是吴，张两人的私斗，痛斥吴佩孚“凭战胜之余威，挟元以自重，视疆吏若仆从，逞一人之忿，兴孤注之师……业经电请大总统明令惩警以谢国人，停战言和用苏民困”。
冯玉祥在此采用了倒吴而暂时不倒曹的办法，还想利用曹锟这个傀儡总统来束缚前方的军事，以制止吴佩孚的反抗行为！
由于冯军秘密回师北京，曹锟在二十三日上午接到通电后才知道冯军回京。随后，孙玥率兵进宫，以保证“总统”的安全，同时，逼迫曹锟表态，给吴佩孚一个适当的名义让他体面下台！
二十四日，内阁通过决议表四道命令：一，停战言和；二，撤销讨逆军总司令等名义；三，解除吴佩孚的直鲁豫巡阅使及第三师师长等职位；四，任命吴佩孚为青海督办。
二十五日，公府卫队曹世律旅被缴械，从此，曹锟便处于冯军的直接监视之下。同日，冯玉祥，王成斌，胡静怡，孙玥等人在北苑召开会议，决定组织中华民国国民军，冯玉祥为总司令兼第一军军长，胡，孙二人分任副司令兼第二，第三军军长。
另一方面，吴佩孚在榆关前线接到冯玉祥十月二十三日通电后，当时大吃一惊，但又疑心张作霖捏造出来的假通电，以迷惑军心。
二十四日，查明情况属实后，吴佩孚又寄希望胡静怡未必加入政变当中，立即任命胡静怡为第三军总司令取代冯玉祥，并派张惊扰到通州传达命令。
结果，张惊扰被胡静怡扣留起来。
二十五日，一切真相大白，吴佩孚才心慌意乱地把前方作战任务交给张福来主持，自己率领第三，第二十六师各一部约八千余人回救北京。
二十六日，吴佩孚把司令部设在天津，军队达到杨村布防，对冯军采取守势，以待后援。
此时，吴佩孚唯一的希望就是调动齐全元，孙传芳的军队由津浦路北上，调动李济琛，萧耀南的军队由京汉线北进，两路夹击进攻北京。
北京政变后，津浦路成为直系军阀贯通南北的主要交通线，而山东督军郑士奇，是一个对直系怀有敌意的皖系军阀。
在这种情况下，吴佩孚如果放弃榆关停止对奉系的战争，把全部兵力调到津浦路上来，就有可能控制这条交通要道，以便与山东，河南，江苏，浙江各省的直系力量连接起来，使自己战败后转入到一个进可以取，退可以守的机动地位。
可是，吴佩孚没有考虑到这一点，仍然把主力摆在榆关不动，自己仅仅抽调少数兵力回救北京。
而此时，榆关直军因为北京动政变而军心动摇，已经不可能与声势方张的奉军相抗衡。
在此期间，由于北京政变后情况不明，各省直系军阀对吴佩孚还抱有幻想，甚至，出了助吴讨冯的通电。
但是，各省援助直军尚未开动，冯玉祥，胡静怡的军队已经达到廊坊，准备进攻天津。此时，在天津做寓公的张绍曾，看到吴佩孚的地位十分危险，便充当中间人，奔走于北京和天津之间，协调冯，吴言和，但是，这种调停无任何效果。
二十八日，榆关战事生急剧变化，由平泉，冷口入关的奉军张宗昌部，从侧翼占领滦州，截断了榆关直军的归路和榆关与天津之间的交通干线，因此，榆关的直军土崩瓦解，从榆关溃败下来。
三十一日，奉军占领了榆关和秦皇岛，缴获了直军枪支三万余支，吴佩孚多年经营的直军主力至此也已经基本瓦解。
至此，第二次直奉战争从九月十五日起到十一月三日止，一共五十多天，以直军主力的全部覆没和吴佩孚的狼狈遁逃而告结束。