在军阀割据的年代，张作霖的奉系军阀就有几十万的大军，具有对抗其他军阀的战斗力。当年张学良曾说我们东北手下有30万兵，不怕日本鬼子，可见张作霖当年的军事实力。张作霖从土匪成为少帅，这条创业之路也是把命交了出去，资产也是哗哗往上升。

1912年奉天巡防队前路统领兼中路统领张作霖投靠袁世凯，所部改编为第27师 。1916年张作霖任奉天督军兼省长后，吞并第28师，增编第29师，从此开始形成奉系军阀集团。

1918年2月张作霖截留北洋政府自日本购买的军械，先后增编1个师和5个混成旅。同年9月张任东三省巡阅使后，控制三省军政大权，所掌握的军队除奉天4个师和5个混成旅外，还有吉林5个混成旅和黑龙江3个混成旅、2个骑兵旅。1920年参加直皖战争，帮助直军击败皖军后，又增编2个混成旅。

同时，设立东三省航空筹备处，开始筹建空军。1921年张兼任蒙疆经略使，借机增编8个混成旅。此时，奉军总兵力达5个师另23个混成旅和3个骑兵旅，计20余万人。1922年编组镇威军6个梯队，进行第一次直奉战争，被直军击败。

7月东三省巡阅使署与奉天督军署合并，组成东三省保安总司令部，旋即整军经武，加强军事训练，严格部队纪律，充实陆军讲武堂，改革军官选拔办法，并将陆军整编为东北陆军3个师、27个旅和5个骑兵旅，共约17万人。筹建海军，设立航警处(后改东北江海防总指挥部)，开办航警学校，建立东北海防舰队，辖“镇海”等4艘军舰。加强空军，开办航空学校，调整航空处，辖3个航空兵队。

1924年编组镇威军6个军，进行第二次直奉战争，战胜直军，势力扩展到直、鲁、皖、苏等省 。1925年5月，将陆军整编为东北陆军20个师另7个旅、2个骑兵旅、2个炮兵旅及工兵、辎重兵各1个团。10月编组为6个军团。在浙奉战争中，驻苏、皖奉军被孙传芳等部击败。

11月，第3军团副军团长、第6师师长郭松龄在直隶(约今河北)滦县倒戈反奉，虽因日军援奉而遭失败，却使奉军实力大为削弱。是年，航空处改编为东北航空处，辖5个航空队，有各型飞机200余架。

1926年1月东北江海防总指挥部改编为东北海军司令部，辖江防、海防两个舰队 。之后，又陆续接管了渤海舰队。同年春，奉军编组为4个方面军团，联合吴佩孚、阎锡山等部，进攻国民军，占领天津、北京等地。总兵力达35万人。

北伐战争期间，吴佩孚军和孙传芳军遭失败后，张作霖将奉军、直鲁联军和孙传芳残部编组为安国军，自任总司令，辖7个方面军团和海军3个舰队、空军5个航空队，对抗国民革命军的进攻。1928年在第二期北伐中战败，张作霖被日本关东军炸死后，由其子张学良统领奉军。

年底，张学良宣布东北“易帜”，被国民党政府任命为东北边防军司令长官，奉军遂改编为东北边防军，简称东北军。