1920年，在直皖战争中帮助直系反对皖系。前文提过，这位是靠支持皖系才当上“东北王”的。可以看出，这位“东北王”的两面性本质和“见风使舵”的本来。

1921年，被任为蒙疆经略使，辖热察绥三特区。进京组织梁士诒内阁。

1922年，吴佩孚揭露梁内阁卖国媚外，第一次直奉战争（支持直系后又打起来了）失败而归，宣布东三省独立，自任保安总司令，总结经验整军经武，成立陆军整理处。

1923年，扩大奉天兵工厂；感觉到“人才”的必要了，成立了东北大学并开学。

1924年，成立东三省交通委员会。组织“镇威军”六个军挺进山海关与直系再战，这一仗打胜，于是推举段祺瑞为“中华民国临时总执政”。

1925年，奉军进入上海，势达鼎盛时期。

浙江督军孙传芳反奉，郭松龄倒戈，日军（注意：是日本军对哦！）助张“大帅”击败了郭松龄。

1926年，北京会见吴佩孚商定讨赤计划。孙传芳北上归附奉系，在天津蔡园开军事会议组“安国军”，被十五省推为总司令，决定打南方和西北的国民军。

1927年6月18日，张作霖在北京就任北洋军政府陆海军大元帅（这时成为了张大帅呢），代表中华民国行使统治权，成为国家最高统治者，并组成北洋军阀统治时期第32届、也是最后一届内阁，成为北洋军政权最后一个统治者。在位期间多次抵制日本人的诱惑，拒绝签订不平等条约（一说而已）。

1927年，在北京下令绞杀李大钊等多名革命志士。组成安国军政府，就任陆海军大元帅，成为北洋政府末代国家元首。与日本满铁社长山本条太郎在北京达成《满蒙新五路协约》秘密谅解。

1928年，北伐军蒋、冯、阎、李对奉系进攻，奉军全线崩溃。

1928年6月2日，张作霖声言退出北京。

由于他不肯满足日本帝国主义的无理要求（包括开矿、设厂、移民和在葫芦岛筑港等），1928年6月4日晨5时许，当张作霖所乘由北京返回奉天专列驶到皇姑屯附近的京奉、南满两铁路交汇处桥洞时，被日本关东军预先埋好的炸弹炸毁，这位乱世枭雄身受重伤，当日逝世，享年53岁。

这就是当时轰动中外的“皇姑屯炸车案”。这一年12月，张作霖的儿子张学良发表通电，宣布东三省及热河省服从南京国民政府，这就是史称的“东北易帜”。