1916年袁世凯死后，北洋军阀分成直系、皖系、奉系三大派系，各自割据一方
1916年袁世凯死后，北洋军分裂，皖系军阀以其首领段祺瑞为安徽（简称皖）人而得名。主要人物有徐树铮、靳云鹏、段芝贵、傅良佐、倪嗣冲等，袁世凯死后,黎元洪任总统，段祺瑞以国务总理兼陆军总长掌握北京政府大权。他们在日美为控制中国展开争夺的情况下，矛盾日益激化。段祺瑞依靠曹汝霖等亲日派官僚,急欲取得日本帝国主义的援助,积极主张对德、奥宣战。但是参战问题遭到黎元洪和多数国会议员的反对。
1917年5月黎元洪免去段祺瑞国务总理职。皖系便煽动十余省区的军阀通电，发兵进逼北京。
7月,张勋乘机拥清废帝溥仪复辟段祺瑞率兵讨伐，在全国人民声援下，迅速打败张勋，重新控制政权。直系首领冯国璋虽接任北京政府总统,但无实权。北京政府宣布：民国法统中断,再造共和，决定另组国会、重议宪法。
皖系不惜出卖国家利权,向日本大借外债，其中仅西原龟三经办的八笔借款就达一亿四千五百万日元。他们乘机编练“参战军”,扩充皖系实力，鼓吹以武力统一全国。1917年秋发动内战，妄图消灭以孙中山为首的南方护法势力。与军事进攻的同时,他们搜罗政客,组织安福俱乐部，指使地方军阀操纵选举,改选议员,孤立、排挤资产阶级温和派。1918年秋，组成以安福系议员占绝对多数的新国会，史称安福国会。皖系又利用安福国会选举徐世昌取代冯国璋任总统，压制直系，以便实行一系专制。皖系武力统一政策激起全国人民的公愤，也为直系将领所反对。
直皖军阀的权力争夺日益加剧。1920年7月，直皖战争爆发，皖系被直、奉军击败。段祺瑞下野、皖系重要头目被通缉，安福国会解散，北京政府由直系控制。皖系军阀逐步被消灭。1924年11月，段祺瑞受国民军、奉系、直系余部推举，任“临时执政”，但他已不是作为皖系首领执政，而只是各派军阀争夺权力的缓冲人物。
以直隶(今河北)河间人冯国璋为首领的一派,被称为直系军阀。直系军阀所控制的主要地区,是富庶的长江流域,即湖北、江西、江苏等省。它得到英、美帝国主义的支持,其势力仅次于皖系军阀。其主要头目开始为当时的“长江三督”李纯、王占元、萧耀南及曹锟等。1919年冯国璋死后，曹锟、吴佩孚、孙传芳、齐燮元等继起为主要首领。直系军阀与皖系军阀的矛盾由来已久，后在各自所依靠的帝国主义支持下，围绕着争夺北京中央政权而展开反复而激烈的斗争。经过1920年的直皖战争和1922年的第一次直奉战争，先后打败皖系和奉系军阀，控制北京，曹锟一度窃踞总统职位。1924年直系军阀在第二次直奉战争中被奉系军阀打败，1926年吴佩孚和孙传芳也先后被国民革命军击败，次年直系军阀终被消灭。
奉系军阀因其首领张作霖系奉天(今辽宁省)人而得名。主要人物有吴俊升、张作相、孙烈臣、张景惠、杨宇霆、张宗昌等
奉系利用民国初年的混乱局面，在日本支持下逐步建立了对东北奉天、吉林、黑龙江三省的统治。日本则取得了在东北筑路、开矿、设厂、租地等特权。
在1920年的直皖战争中，奉系与直系军阀曹锟、吴佩孚联合，击败皖系军阀段祺瑞，共同控制了北京。但直、奉两系矛盾逐渐加剧，奉系转而与皖系合作，并联合孙中山组成反直“三角同盟”。1922年4 月首次直奉战争爆发，奉系战败,撤回关外,宣布“东北自治”。此后，张作霖倚重杨宇霆、姜登选、韩麟春、郭松龄等新派军人，编练新式军队，并在日本支持下建立海、空军和兵工厂。1924年 9月，第二次直奉战争爆发，直、奉两军在山海关、热河激战。10月，直系将领冯玉祥发动“北京政变”，囚禁直系总统曹锟，吴佩孚兵败南逃。11月，张作霖、冯玉祥推戴段祺瑞为“中华民国临时执政”。奉系重新控制北京政权后，势力扩张到热河、直隶（今河北）、山东、安徽、江苏等省份及上海市，与地方军阀产生矛盾。
1925年11月，浙江军阀孙传芳联合闽、赣、苏、皖等省军阀将奉军驱逐出江苏、安徽和淞沪地区。奉系与冯玉祥的国民军的关系也日趋紧张，同年11月下旬，驻守河北的奉系将领郭松龄在冯玉祥策动下率部倒戈，向奉天省会沈阳推进，张作霖得到日本的支持，郭兵败被杀。1926年初，奉系与直系重新联合，夹击冯玉祥的国民军。同年11月，为阻止国民革命军北伐，张作霖组织安国军，自任总司令。1927年4月,奉系当局搜查苏联驻北京大使馆，逮捕并杀害了李大钊等中国共产党人和中国国民党人士。同年6月,张作霖就任“中华民国陆海军大元帅”，组织安国军政府。
1928年6月，国民党军队进逼京、津，张作霖败退出关。由于他未能完全满足日本对满蒙地区的权益要求，被日本军国主义分子炸死于沈阳近郊的皇姑屯，其子张学良继任“东三省保安司令”。张学良不顾日本的反对，与国民党当局达成协议，于1928年12月29日宣布东北易帜。奉军改编为东北边防军，张学良任国民政府委员兼东北边防长官。北洋军阀在中国的统治至此结束
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