直皖战争漫天风云，扰攘中外，可是正式开火不过三天，连同首尾，只是五天而已。
民国9年7月14日晚，直皖双方正式开火。直军号称讨逆军，分为两路，吴佩孚为前敌总司令兼西路总指挥；蓟榆镇守使兼第四混成旅旅长曹锳为东路总指挥；第一混成旅旅长王承斌驻郑州为后路总指挥。西路是双方主力军的战场，直军在高碑店，皖军在涿州、固安和涞水。
14日皖军第一军以十五师为先锋，向直军第三师进攻，直军退出了高碑店。同日，东路皖军由梁庄、北极庙一带向杨村直军进攻，直军在铁路桥边架设大炮，双方胜负未决。
16日天津开到日军护路队，强迫直军退出铁路线二英里以外，因此直军防线打开了一道缺口，皖军遂乘虚而入。直军放弃杨村，退守北仓，京津铁路因此不能通车。
从14日到16日，这三天战争中，一共打了两仗，都是直军败北。
17日，战争情况起了变化，尤其是西战场，吴佩孚退出了高碑店后，率领一部直军绕出左翼在涿州、高碑店之间的松林店，进行突击，这是皖军前敌总部的所在地。总部内一切很平静，曲同丰好整以暇地准备直捣保定，生擒曹吴，以立不朽的大功。不料枪声突起，敌军已经掩入。传说吴佩孚轻骑率领精兵冲进曲的司令部，曲吴本有师生渊源，原来曲同丰曾在武备学堂当过教习，而吴佩孚则在武备学堂受过训练，因此应该是师生，吴见到曲还行了一个军礼，接着便请这位“老师俘虏”上车去保定。
由于曲同丰和司令部的全体高级将领全数被俘，第十五师刘询所部和边防军第三师陈文运所部，便像山倒堤崩一样从高碑店败退下来，当天直军就占领涿州，并向长辛店追击前进。第十五师原属直军，是冯国璋的卫队，因为冯死后这支军队一直在段范围内，所以被迫前来作战，现在情况发生了变化，因此该师第二十九旅旅长张国溶，第三十旅长齐宝善率领一部分士兵向吴佩孚投降。另一部分退到北京，段急忙下令关闭城门，不许他们进城。
东战场方面的变化，自然是因为奉军助战，联合直军，夹击皖军。17日，徐树铮在廊房听到西线皖军战败，乃匆匆赶返北京，他所指挥的边防军遂在没有统帅指挥的情形下，不战而投降直军。
17日，天津领事团派出美、英、法、日四国护路军，率同工程人员修复杨村铁路，京津火车遂恢复通车。
同一天，吴佩孚向曹锟致电报捷，略称：
“现边军第一师曲同丰师长因伤亡过多，有伤人道，派副官吴敬珉同天主教李司铎前来，请求休战，已派随办营务汇春芝接洽。十五师齐旅长忱安，张旅长拱宸亦派执事官持函前来，谓该师原与直军一致，因在积威下有不得已苦衷，愿以全师来归。师长即函请齐亲来松林店面定办法，现双方正面炮火已熄，仍令前线严防。又接前方电话报告，陈文运全师，已被我军右翼萧、彭两旅击散，其曲同丰一旅愿缴械投诚。十五师完全归顺我军，第六旅明早可到琉璃河，奉军郭旅长现驻涿州东门外，明早进城，师长亦明日到涿。”
7月18日皖军主帅之一的曲同丰押抵保定，在曹锟的迎宾馆“光园”正式行献刀典礼。曹锟自称敬慕明将戚继光的为人，所以把这座接待外宾的招待所冠以“光园”之名。
曲同丰是山东人，和吴佩孚同乡，和曹锟亦是熟人，这次相见，一为座上主，一为阶下囚。可是曲同丰颇识时务，他表示是自愿投降的，所以乐意让旧友举行“受降礼”。曹锟在大厅中站立，曲同丰由直军将领陪同，全副戎装，步履铿锵，进入大厅，后面还有其他被俘的军官，曲首先由腰间解下军刀，双手捧献曹锟，并且朗声说：“鄙人今天愿意向贵经略使投降，特将军刀献上，宣誓决不与贵军为敌。”曹锟双手接刀后，又将军刀发还，用和悦的音调对面前的降将说：“本使今天愿意接受贵司令投降，贵司令作战勇敢，本使深为敬佩，特将军刀发还，仍请佩带。本使当按照优待俘虏条例，予贵司令以最优待遇。”受降礼完成后，两人握手叙旧，欢若平生。
曹锟受降后，即发出通电云：
“为通告事，昨段军曲同丰等现已解到保定，见面时曲等将军刀自行除下，双手捧向锟云：鄙人等今愿在贵使麾下投降。并宣誓云：彼等俘虏期间，对于本军之宗旨决不有所违背之举动。由锟将刀双手接受，并云：本使兹承受执事之投降，阁下等勇敢可钦，仍举军刀给还佩带，并得享受军事惯例待遇俘虏之自由，除少数畏怯军人及有污军人资格者外，其余均按级受本军优待云云。此种军人俘虏，将来当归正式法庭审理。除饬前方军队查照此种待遇俘虏军例外，并严令全军勿得因段祺瑞近有悬赏谋取锟等性命，致生报复之念，而违背军人在战争外应保持人道之主旨，此令。”
曲同丰在保定献刀后，即发出通电，劝告边防军弃暗投明，共起讨“贼”。段祺瑞在北京获悉曲同丰这一幕丢脸的投降献刀戏以及通电讨段后，已经是大势全去，气也来不及了。
段芝贵以火车为司令部，在战争期间竟打麻将，身为主帅，如此儿戏，难怪皖军不堪一击了。小段是北洋时代出名好打麻将的，当时北洋好此道的有梁士诒、段芝贵、王克敏、孙慕韩、潘复、张弧等，尤其是梁、段、王、孙几乎每晚必聚，常赌到天亮。梁士诒大小不拘，常在牌桌上看公事。
小段在牌桌上指挥直皖战争，败讯传来，牌局未终而大呼开火车逃走，后来在北京传为笑谈，列为直皖战争野史中一段佳话。
可怜的段祺瑞用了段芝贵和曲同丰两员大将，如何不败。
段芝贵兵败逃回北京，在当时上海报纸上的通讯，传为笑谈，特抄录数段如下：
定国军总司令段芝贵，在前敌督战，其办公处设在火车上。车前悬一木牌，大书“总司令处”四字，办事者至有百余人之多。车中除军用品外，有烟枪烟盘十四副，嗬嗬水数百打，麻雀牌七副，大菜司务二十四人。迨前锋与直军交触，战事小挫，众随员知必无幸，劝小段早为之所，小段曰：“我誓与定国军同生死，诸位怕死，竟请返京可耳。”众以其言壮，皆无辞而退。十三号有直军一营来诈降，小段益自诩。至夜半，降军袭击总司令部，小段自车上堕地晕去。为一车站站长藏过。破晓，诈降军退去，站长始送之回司令部。从者群起询问，小段曰：“此何足怪，君子可欺以其方，无伤也。”即至车内检查鸦片，卧而吸之。众以其能镇定，颇倚赖之。至次夜，忽闻西北有枪声，随员皆至司令卧室请示。小段已不知去向，旋得探报，知是本军放哨，众心虽安，乃以总司令失踪，四处搜查，扰攘一夜，至次晨，始得之于乡农家柴堆内。于是群皆匿笑，而总司令之威望扫地矣。迨前敌十五师战败，向后退回，小段误为直军，急命第一师击之，及知误会，十五师将士以同类相残，怒不可遏。继见总司令之火车，车头已向北，知将预备逃亡，遂以机关枪射击，而小段急令火车添挂龙头，逃回京中。沿路兵士数百人，拦住去路，拟向小段诉说第一师从后击射，自相残杀之事，乃小段不问死活，只令开车，以致轧死多人。迨抵京寓，家人聚询，只以手摸头，连呼好险好险，别无他语。后闻车站站长藏段事发，被直军枪毙。小段向空叩头，痛哭流涕，谓为救命恩人，兼延僧道在家，为之超度。忽通缉祸首令下，复狼狈逃入东交民巷，而僧道道场，亦半途而止，此亦定国军将士中之滑稽史也。
段芝贵以定国军之头衔，前敌一败，狼狈回京，遽通电辞职。其电稿措辞虽不甚佳，而骈四俪六，亦颇通顺，说者谓其仓皇逃亡之际，竟能搜索枯腹，作此俪语，亦一异事，不知此中实有最趣之谈料也。先是小段有西席某甲，一老学究也，皖直未决裂之前，小段跃跃欲试，主战甚力，某甲力劝之，不听。及被任为定国军总司令，欲作一宣言书，用告将士，命甲起草，书中多忠君爱国语，小段以其不合时务，弃之不用，另请他人代撰。甲虽头脑冬烘，固以文豪自命者，颇不悦。冷语谓段曰：“吾文虽不佳，原备有二稿，今居停阅其一，即匆匆请他人捉刀，吾第二稿固无容再呈居停指正，留为将来备用可也。”小段以其迂，亦不理会。及小段由前敌逃回京师，风声鹤唳，草木皆兵，急拟通电辞总司令职，冀减罪戾。倩人觅向所撰宣言书者，已先逃矣。不得已仍央甲为之，甲即于袖中出电稿曰：“吾前言有第二稿，固早已备矣。”小段阅之，稿系四六，措辞颇得体，继念甲料已必败，反有讥讽之意，撕其稿，怒而掷诸地。甲冷笑而出，未至中庭，小段亲自追之曰：“我固知君良厚，特滑稽耳。吾亦不芥蒂，请君再照原稿录出，吾当不易一字。”于是遂将西席所拟之稿拍发，故其措辞甚从容云。
现在特抄录两位当时亲历其事的人物的笔记。一是张一麐的直皖《秘史》：
“直皖两军之战区，分东西两路，东路在京奉铁路沿线；西路在京汉铁路沿线。皖军东路的指挥为徐树铮，西路指挥为段芝贵。直军则派吴佩孚为西路总指挥。曹锳为东路总指挥。兹将两路战况分列如下：
东路战争状况：七月十五日夜九时卅分，西北军第二混成旅马、步、炮、工、辎各队，及边防军第三师步兵二团，共约一万五千人，分三路由张庄、蔡庄、皇后店进攻杨村之直军防线。直军在杨村者，为第四混成旅，分步、马、炮、工、辎及机关枪队若干，又直隶警备军步队廿营，共约二万人。在杨村北部十里正式开战，枪炮齐鸣，血战至烈。段兵多不愿战。惟被上官逼迫，乃不问方向，任意放枪，炮队亦分三队轰击，每队约有野战炮六尊。直军士气甚壮，极为镇静，亦列阵还击，战至午夜二时半，各换生力军，再接再厉，重复大战，声震山岳，死伤盈野。至十六晨，两军血战更加激烈，直军已占优胜。直军在杨村站吊桥之两旁排列大炮多尊以资御敌，而此地适与该处之日本防军驻扎所为比邻。当边军失利时，忽有日本军官多人出面抗议，非将该处所有大炮即时移走不可，并声言不准在铁路附近两英里以内作战。直军不得已，只得后退。时边军由直军防线之裂口蜂涌而至，势极凶涌。直军因左右翼不能联合，颇为棘手，专以机关枪队押后，顺序而退，队伍极整，致将前追之边军轰杀无数，直军退至北仓及李家嘴之中间，阵势始定。时有奉军一营驰至相助，声威大振。嗣又陆续而至，遂于十七日上午与直军联合进攻，由廊房向前猛击，段军纷纷溃败，死伤不下千余人。从此段军一蹶不振，连日与奉直军交绥，着着退后。至廿日后，京奉线一带段军已逃走一空，继欲向蒙边逃窜，又为察哈尔都统王廷祯，绥远都统蔡成勋，分饬军队拦阻，大有穷无所归之势。徐树铮当战争失利时，即逃回北京，或居六国饭店，或往某国人家，行踪诡秘，令人无从捉摸云。
西路战争状况：十四日晚八时，琉璃河之边防军第一师第一团马队，及第十三师第一营步军，向直军第十二团第二营开始总攻击，双方战斗至二小时之久。直军初以来势猛烈，略退避之。边军前进，甫欲夺取第一防线，直军忽尔反攻，边军抗御不及，退回原线。至十一时，边军又往攻直军之右翼第三营，直军第二营由边军右翼抄击，两路夹攻，边军大败，退回琉璃河本阵。十五晚十时，段军又向驻扎高碑店之直军攻击，当由吴佩孚率队将段军遮断。段芝贵又下令逼迫前进，将士不应，两翼先退，正面军队亦同退却约卅余里。十六日两军相战，段军又败，伤亡甚多。十七晨，直军与边防军第一师大战于涿州之北，边军相率溃逃。旅长范尚品阵亡，程旅长无力抵抗，亦即潜逃，其余团营长及兵士伤亡者不计其数。师长曲同丰鉴于全军之战斗力已失，即树白旗，向吴佩孚求和。吴命先缴军械，再行停战。旋曲氏亲自投降，吴拒而不见，命解往保定，请曹锟处分。曹受降后，仍优礼相待，劝其去逆效顺，曲遂发电谆劝边防军全体与曹一致，共讨小徐。曲为段氏最识拔之弟子，宠遇不亚小徐，今乃倒戈相向，宜段军之全体溃败，无可收拾也。同时刘询之十五师亦全部投降，解除武装。刘询且乘隙潜逃，不知去向。定国军总司令段芝贵在西路指挥战事，无往而不败，最后以身负巨创，逃回北京。自是西路统率无人，兵士益无斗志，一遇直军，非降即逃。二十日午后，直军大队抵长辛店，即将四围溃散段军一律扫清。”
直系所最攻击的亲日派曹汝霖回忆录中，记叙直皖之战尚称客观：
“……后来吴佩孚通电讨段，竟说为国除奸，这见得他太无修养，出言太放肆了。并自河南分兵进驻近畿，竟对合肥（指段祺瑞）有宣战之势。于是合肥檄讨曹锟吴佩孚，以边防军两师，西北军三混成旅为主力，编成定国军，自任总司令，以徐树铮为副司令，派段芝贵为前敌总指挥，在长辛店设指挥部。段芝贵料此战不会长久，遂在火车上设总指挥部，很露轻敌之意。张作霖因受段在团河冷淡，曹锟又极力拉拢，遂亦袒曹。吴光新时率二十万大军为长江上游总司令，合肥此着，本大有用意。岂知吴光新忽发奇想，适于此时赴武昌，大宴鄂中将领，被王占元扣留。皖系军分东西两路，东路由徐又铮率西北军三混成旅，在杨村方面与直军曹锳作战，且防奉军入关。西路由曲同丰陈文运分率边防军两师（还有一师驻山东），在涿县琉璃河对抗，并令丁士源以运输飞机供运输。东路徐又铮进军颇顺利，已越过廊房进到北仓，预备改装警察队进入天津（因军队不能入租界）。西路初出顺利，适逢大雨，彼此在雨中相持两日，兵士在壕中，雨水过膝，仍在壕不动。闻吴佩孚于大雨中在大树上挂电话，不停向保定催派援军，并用鞭炮在火油筒中燃放，以节省子弹，聊助声势，足见直军兵械两缺，急待救援。余不知兵，惟想对方已力竭待援，何勿挥军前进，反令军士困守雨壕之中，岂不令士气沮丧，这是什么兵法？前方阵势如何布置，我不明白，到了第五日陈文运军已退守固安，曲同丰尚在前线，而援直之奉军尚在途中，奉军非能朝发夕至，在此中间，不知曲陈两军作何行动，真令人百思而不可解！迨奉军到达保定，曹锟已预备粮食，不待休息，即令先派一部分驰赴增援。吴佩孚见援军已到，即令援军代守防地，自己率领劲旅渡琉璃河，迂回直趋长辛店之后，闻段香岩（段芝贵）尚在车中打麻将，秘书长梁众异（梁鸿志）屡催增兵西路，段终迟迟不发。等到吴佩孚率兵逼近长辛店，子弹已落到火车，即仓皇开车进京城。其时东路徐又铮正预备驱军入天津，闻西路败讯，不敢前进，退守廊房，回京视察。曲同丰在前线被俘，主将被俘，西路军队即溃不成军。边防军及西北军的精良军械，均为直奉两军分赃而得。闻合肥预令两路不许用重炮，恐火力太猛，伤亡过重，虽似宋襄之仁，亦已有轻敌之心。仅五日间，战事即告终结，自有战事以来，未有若是之速也。
此次战事，皖方以新锐的武器与陈旧之直军相争，正如以石投卵，决无败理。岂知有石而不能用，则卵虽软弱，亦可淋漓尽致，使你无能为力。可知无将兵之才，虽有坚甲利兵，亦是徒然。此次皖方之败，即由于此。
合肥自败讯到来，即蛰居府学胡同寓邸。上呈自劾，请将一切官职勋位荣典一概褫革，听候处分，一人负责实践独自负责诺言。此老倔强负责，却为可佩。但在北方之皖系军队，从此完结，北洋军队，从此解体，不幸言中，不胜感叹。
是役也，论者谓又铮所拟作战计划，颇合军事原理，而仍失败，以为不照他计划而行之也。余不知军事，又未见又铮计划，不敢置一辞。惟以愚见所及，为客观之评论。段香岩本称宿将，又是老辈，不免倚老卖老，自负轻敌，以为奉军何堪一击，直军更无论矣。他狃于复辟之役，不察情势之不同，甚至在车中打牌，由北京制造馒头，送到军前。他料此次军事，指日可胜，判断错误，此其一。曲同丰、陈文运。虽系日本士官出身，曲是山东老粗，勇而无谋。陈则无军人气，只知趋承，未战先怯，绝少住宿兵营，已背官不离兵，兵不离官之原则，更谈不到与士卒同甘苦，何能当指挥之任，此其二。边防与西北两军，成军不久，训练不足，下士虽经讲武堂训练，均未经过战事，指挥未如意，兵士不能人自为战，此其三。边防军以马子贞（马良号）一师训练最好，调驻山东，不及调回，致后备无军可援，此其四。吴光新被扣留于武昌，影响军心很大，此其五。此次因重奉轻直，故以徐又铮当东路。假使以又铮西北军当西路，先击败直军，则奉军亦不致先入关援曹。又铮东路已将入天津，实为西路所累也。我曾于开战前问坂西利八郎顾问，他是参战军顾问。以这次战事之预测，他说边防军训练不足，指挥官及下士都没有战争经验，用以作战，未免过早。这支军队只能服从命令，不能人自为战，全靠指挥官之如何了。真是一语破的。”
以上是亲历目睹这场战争的报导。
段祺瑞迭接败耗，不料他数年心血，竟毁于一旦，三天的考验才知道皖系的军队如此“不经一战”。他是一个刚强的军人，这时真想自戕，幸左右监护严密，劝他不必寻短见，因为直军虽已开火，成为敌人，究竟还有同袍之谊，是不会过分的。于是他把靳云鹏找来，靳这时见到老段，也不知用什么话安慰他，段只是简单地说：“事已至此，你和他们还可以谈话，赶快去和他们商讨停战吧，条件方面我没有什么意见，只希望不要把战争带进北京城。”
靳云鹏从府学胡同段公馆出来，就去找傅良佐，请他去天津跑一趟，代表靳自己向直军求和。傅到了天津径赴直隶省长公署求见省长曹锐，曹锐没有见他，也不准他离开，他便被囚于省长公署。
北京城内紧张万分，前线军队狼狈退下。段祺瑞没有办法，只好亲自去见徐世昌，请徐下一道停战令，免得北京城不可收拾。徐世昌待段辞出后，望着他的背影，冷笑说：“早知今日，何必当初呢？”
当天，徐世昌颁下停战令云：
“前以各路军队因彼此误会，致有移调情事，当经明令一律退驻原防，共维大局。乃据近日报告，战事迄未中止，群情惶惧，百业萧条，嗟我黎民，何以堪此？况时方盛暑，各将十躬冒锋镝，尤属可悯。应责成各路将领，迅饬前方，各守防线，停止进攻，听候命令解决，用副本大总统再三调和之至意，此令！”
十九日，段有通电引咎辞职，电云：
“保定曹经略使、天津曹省长、盛京张巡阅使、南京李督军、南昌陈督军、武昌王巡阅使、开封赵督军、归化蔡都统、宁夏马护军使同鉴：顷奉主座电谕：‘近日叠接外交团警告，以京师侨民林立，生命财产极关紧要，战事如再延长，危险宁堪言状？应令双方即日停战，速饬前方各守界线，停止进攻，听候明令解决’等因，祺瑞当即分饬前方将士，一律停止进攻在案。查祺瑞此次编制定国军，防护京师，盖以振纲饬纪，并非黩武穷兵，乃因德薄能鲜，措置未宜，致召外人责言，上劳主座之廑念。抚衷内疚，良深悚惶！查当日即经陈明，设有贻误，自负其责。现在亟应沥陈自劾，用解愆尤，业已呈请主座，准将督办边防事务，管理将军府事宜各本职，暨陆军上将本官，即予罢免；并将历奉奖授之勋位勋章，一律撤销，定国军名义，亦于即日解除，以谢国人。谨先电闻。”
在这个电报中，他故意漏去直军最重要的一个人吴佩孚，可以见到段对吴咬牙切齿之恨。
段在皖军战败后，由团河回到府学胡同，既不逃天津，也不奔租界。
皖系之败，不只在东西两战场上，其他各处也是败讯频传。山东德州本被皖军马良攻入，守将商德全退走，嗣由奉军往援，夺回德州。信阳方面皖军赵德龙与河南旅长李奎元激战，赵亦败北。察哈尔都统王廷祯响应曹吴，率军入驻康庄，在居庸关方面与皖军一战，皖军大败。