自杨宇霆受徐树铮私自招兵案而失宠被贬，张作霖先提升张作相为奉军参谋长。张作相出身草莽，不谙军事，办事多不称张作霖之意，张作霖只好让他接替孙烈臣，转任第二十七师师长。
张作相之后一度出任奉军参谋长职务的是一个叫秦华的人。秦华也曾留学日本，但论能力亦远不及杨宇霆，张学良的印象是“我父亲不喜欢他，这个人无用”。几任参谋长对比下来，张作霖认识到还是杨宇霆最为称职，他常对左右说：“你们办事都赶不上邻葛（杨宇霆字邻葛）。”
眼见得大战将起，身边不能没有一个善于出谋划策之人，张作霖终于回心转意，让人发电召还杨宇霆回奉。杨宇霆回奉后即被任命为东三省巡阅使署总参议，辅佐张作霖主管军务。
在讨论是否要对直开战的军事会议上，众将意见纷纭，张景惠、张作相乃至杨宇霆都不主张打。二张是粗人，实际讲不出什么道道，翻来覆去说的，不过是奉军力量尚不能控制北京全局，不如仍捧曹锟为首，大家依旧相安无事这些，与奉系实际所必须面对的局面相去甚远。杨宇霆则了解问题的实质在哪里，在他看来，如今的奉军虽然数量更多，盘子更大，但素质和军纪方面相比他在任时却下降很快，几乎又被打回到了原形。
杨宇霆的隐忧在张作霖的日籍幕僚那里得到了部分验证。张作霖原来一共有两个日本军事顾问，一为町野，一为菊池。菊池离职时，日本参谋本部本拟以土肥原贤二接替。町野预先得知了这一内部消息，他就对时任参谋长秦华说：“土肥原做事十分跋扈，把这种人置诸左右，实难放心，请把此事转达张作霖。”
町野虽是个日本人，本身也负有日本政府所给予的秘密使命，但他拥张是真心的，站在一个幕僚的角度，亦有与张“共生死，取天下”的意愿。用他的话来说，他与张作霖一直是“形影相随，张作霖危险时，我一定跟他在一起”。
同样，张作霖对町野也很信任。町野曾经自得地说过：“张作霖一做决定，就是他儿子张学良和参谋长杨宇霆劝他，他也不听，而只肯听我的话。因此，当张作霖束手无策时，不管杨宇霆还是张学良都来找我。”
听町野这么一说，张作霖立刻明白土肥原不是什么好货色，于是就对日方提出要“退货”。日方问他究竟要谁，张作霖点了铃木美通，因铃木另有任用，抽不出来，日方便将本庄繁派了过来。
本庄繁参加过日俄战争和西伯利亚干涉，又曾在日本陆军大学任兵法教官，在军事理论和实践上都有一手。他到奉天的时间并不长，但已经看出了奉军训练不足的弱点。当张作霖征询他的意见时，他直言不讳：“以此种训练恶劣的军队与直隶军（即直军）作战是无把握的，应当自重行事。”
张作霖虽然也清楚自己部队的不足，可是并没有想得有多么严重，相对而言，他更倾向于听取町野的意见。町野是日本人中最坚决的拥张派，他经常对张作霖说：“只要你生存一天，我一定卖命做你的顾问一天。”有一次，张作霖对他说：“你归化中国好了，你归化了，我就给你做督军。”町野：“不要，如果你做了皇帝，要把满洲给我，那还差不多……”
虽然都是半开玩笑，但町野确实很早就与张作霖“相约取天下”，对入关争霸有着浓厚的兴趣，他自然赞成入关作战。见町野主战，张作霖便不顾大多数人的反对，决计与直军一战。
奉天军事会议的最终决策尽管属于内部最高机密，但外界也渐渐有所知晓。当时吴景濂在非常国会担任众议院议长，他的母亲去世了，与吴景濂接近的朋友同僚纷纷赴东北进行吊唁。丧礼结束，客人们陆续返回关内，他们带回的消息是，张作霖正重礼优待西南专使伍朝枢，并已约定孙中山由湘赣进兵北伐，拟南北夹击直系。
吴佩孚见张作霖如此蓄谋，料知战争已不可避免，赶紧预作准备。他首先想方设法破除“反三直联盟”：与陈炯明取得联络，双方订立了统一南北同盟，同时扶持贵州、云南的地方诸侯，以牵制孙中山的北伐；取得驻于上海的北洋海军的支持，使得属于皖系的浙江督军卢永祥不敢轻举妄动。
接着转往北方。河南督军赵倜心有异志，本准备做奉军内应，吴佩孚察知这一情况后，一边明言会永久维持赵倜的地盘，一边把赵倜的弟弟赵杰列入前线作战行列，让赵倜即便想“造反”也得有所忌惮。