1925年11月下旬，張作霖的總參議辦公室突然接到鐵路方面的報告，說「關外頭一站萬家屯車站被情況不明軍隊佔據，交通斷絕」。聽到這一報告，舉座皆驚，但當時眾人都還不知道究竟發生了什麼。
當天傍晚，張學良來到辦公室，正好收到他的副官兼私人代表胡若愚從天津意大利租界發來的親譯密電。張學良在閱讀這封密電時，兩手顫抖，連譯電紙都被震得簌簌作響，一旁的人還以為他精神失常了，事後才知道胡若愚在電報中向他報告了郭松齡反奉，以及扣押四師長、殺害姜登選的情況。
郭松齡突然起兵發難，令張氏父子措手不及。張學良在離開天津時，尚以為拿捏郭松齡不成問題，「你（指郭松齡）就是叛變了，你也出不了我的手心」。至此他才知道大事不好，「他（指郭松齡）真的叛變了」。
張作霖聞訊，更是猶如五雷轟頂，他大罵「小六子」（張學良的小名）稀里糊塗，不應當重用「郭鬼子」：「瞅瞅你交了這麼個好朋友。」接著又罵「郭鬼子」沒有良心：「看著我大帥府好了，他也要來住一住。」
張作霖讓張學良立即馳赴前線，與郭松齡進行「疏通」。自己惹的禍只能自己消除，張學良不敢推托，臨行前給張作霖叩頭，流著淚說：「兒如不能制止茂宸（郭松齡字茂宸），寧死不歸。」
張學良首先趕到綏中前線瞭解情況。之前大家都知道他和郭松齡的關係，事到如今，也沒有什麼好避諱的了，王之佑當即問他：「老郭這是搞的什麼名堂？你事先是否知道？」張學良便把郭松齡如何裝病進醫院，他去醫院看望時，郭對他說的話重述了一遍。王之佑從中想到，以小張代老張，以郭代楊的傳說，張學良是可能預知的。顧及張學良的「太子」身份，他不能直接揭穿，只能勸張學良以後行動謹慎，不要專重感情。
就在張學良考慮該如何勸說郭松齡回心轉意時，張作霖給他發來一封電報，開頭就稱「張漢卿（張學良字漢卿）先生閣下」，後面署名是「張作霖、王永江」。電報上說，現在所有東北軍都公舉你張學良為東三省總司令，那就請你回來接事吧。
顯然張作霖已經瞭解了郭松齡反奉「養電」的內容，心裡鬱悶，便拿這樣的電文來故意揶揄自己的兒子。張學良有苦難言，連夜便乘軍艦到秦皇島與郭松齡接洽。他不敢親赴郭軍大營，便通過中間人與郭松齡聯絡，希望能約郭到艦上面談一次。
郭松齡最初為了保證師出有名和抓住軍心，在事先的宣傳以及反奉通電上，都打著張學良的旗號，即所謂「以小張代老張」。就是在灤州開始行動時，仍用張、郭兩個人的名義發佈命令，一直到強闖山海關，他才拋開張學良，獨自在所下達的命令上署名。說到底，張學良不過是他用來造反的一個工具，他所要扳倒的，不僅僅是張作霖，也包括張學良在內。有人這樣評價郭松齡與張學良交往的整個過程：「（郭）平時對張漢卿一片鬼話，無非利用張漢卿以攫取權力而已。」
大戰在即，郭松齡對與張學良的談話毫無興趣，他讓中間人帶給張學良一句話：「軍事時期，我不見他，軍事完了回天津，我再見他。」郭松齡的態度令張學良進退維谷，回奉天吧，父親肯定要責難，日子不會好過，去別的地方吧，又幻想著郭松齡仍能回頭。為此他在秦皇島徘徊了一天多，後來見實在沒有什麼指望，才不得已繞道去大連暫避。
在郭松齡舉兵東向之前，他在各種通電和佈告中都指名道姓地問罪於楊宇霆，反奉通電「養電」中更聲稱要「清君側，除群小」。這使楊宇霆背負了極大的心理壓力，於是便向張作霖請求辭去總參議一職：「好，既然他們反對我，我走。」得到張作霖的同意後，楊宇霆即刻離開奉天，前往大連隱居。
問題是郭松齡雖與楊宇霆水火不容，但其最終目標卻遠不止除去一個楊宇霆這麼簡單，所以不僅不肯停止進兵，還向張作霖提出了一項「和平解決」方案，其實就是讓張作霖自動下台讓位。1925年11月27日，郭軍進佔山海關。之後郭松齡命令大部隊暫時停止前進，以便等待張作霖在規定時間內做出答覆。
見即便拋出張學良、楊宇霆這「雙保險」，郭松齡仍舊不依不饒，張作霖進一步認識到，郭松齡的要求不是單純地要讓楊宇霆走人，而是要謀奪他的位子，於是便又將楊宇霆、張學良從大連召回奉天。
11月29日，張作霖在上將軍公署召集部屬開會，商討對策。會議氣氛非常緊張，即便吳俊升結結巴巴地插科打諢，努力想緩和氣氛，但室內仍有一種讓人喘不過氣來的壓抑感。張作霖臉色鐵青，一上來就大罵「郭鬼子」以下犯上，是個亂臣賊子，繼而痛斥張學良偏聽偏信，誤了大事。他表示要決心「討伐」郭松齡，說：「我個人一息尚存，一兵猶在，決不苟且偷安，任彼輩小人得志。」
會上，張作霖的一班舊派老臣備受矚目。東北軍士官派的人數很少，而且多數在上層，中下層幾乎全是張學良、郭松齡所提拔的陸大派，現在他們中的大部分又都跟著郭松齡造起了反，也就是說張作霖已無法依靠新派打仗，他只能把希望更多地寄托在舊派之上。
自新派興起後，舊派一度處於無足輕重的地位，不過是被張作霖用來看看家、守守門而已，臨時要拿出派大用場，連他們自己都有些力不從心的感覺。更何況，郭軍因為張學良的原因，原先好兵好槍好炮都往那裡面塞，東北軍引以為豪的炮兵也大部分都在其中，稱得上是東北軍絕對的精銳，相對而言，無論是吳俊升的黑龍江軍，還是張作相的吉林軍，都早已淪為雜牌水平。
張作霖失望地看到，他的「表決心」在老兄弟中並沒有得到應有的力挺，吳俊升、張作相要麼言不及義，要麼就做呆若木雞狀，終席不發一言。
還好尚有一個張景惠。張景惠在第一次直奉戰爭中直接導致奉軍潰敗，事後又在曹錕政府中擔當要職，他自知對不起張作霖，其間老母病逝，都不敢回家奔喪。後經吳俊升、張作相勸解，張作霖終於還是像當年對待湯玉麟那樣，選擇原諒了他，並委其為奉天督軍署參議。張景惠很是感動，曾在張作霖面前痛哭流涕，還跪倒叩頭謝罪。現在為彌補前嫌，張景惠便主動表態：「我要跟老弟（指張作霖）幹到底！」
有沒有底氣和實力，幹到底都已經成為張作霖的必然選擇。會前王之佑已選定山海關以北的連山（今遼寧錦西縣）作為最佳防禦地點。連山為遼西咽喉，地勢險要，乃兵家必爭之地。早在第一次直奉戰爭時，奉軍戰敗，為了防止直軍繼續攻向關外，姜登選就曾在連山構築野堡式陣地。王之佑詢問當地警察所和農商會，得知幾年過去，陣地並未有大的破壞，遂決定在修補的基礎上重新加以利用。
張作霖按此報告在會上發佈「討伐」命令，決定在連山與郭軍決一死戰。作為對郭松齡的回擊，他同時宣佈楊宇霆官復原職，張學良為前線指揮，協助張作相在連山禦敵。