鹿鍾麟率部率先入城，與孫嶽的第十五混成旅在城中的部隊會合。士兵們一律佩戴藍布白字的臂章，上寫“誓死救國，不擾民，真愛民”。政變軍隊分兵把守各重要路口，并戒嚴斷絕交通，迅速占領各部、署衙門。這次“北京政變”真可謂迅雷不及掩耳，一舉獲得成功，曹锟在事先一點不知情的情況下被抓住幽禁了起來。
吳佩孚尚不知後方突變，他率僚屬赴西清督戰，直軍前線士氣轉旺，奉軍攻勢曾受阻遏，戰局頗有轉機。中午時分，吳佩孚的日籍顧問岡野增次郎急匆匆趕來，他拿來兩處電報，略帶顫音說：“司令，我先後接到來自北京和天津打來的最緊急電報，内容大同小異，北京城内有了大變故！”
吳佩孚大吃一驚，他接過電報，均言“讨逆軍第三軍司令馮玉祥等于4日下午六時退出戰場，未經槍戰即攻入北京，發動政變，曹锟總統已失自由，北京情況不明，醞釀巨變。”電報中所列參加政變人士均爲直系巨頭，包括馮玉祥、王承斌、王懷慶、胡景翼、孫嶽等。看完岡野的電報，他立刻相信有這種可能，因爲他對馮玉祥并不信任。
當晚，吳佩孚率領高級參謀人員回到總部，立即召集緊急軍事會議于總司令室，各高級将領均出席，吳以沉痛的态度，宣布北京兵變及總部退卻計劃，瞬息之間，直奉戰場形勢大爲改變。
午夜，吳佩孚先運兵3000北退，總司令部列車則于淩晨2時離廊坊。前線軍事由彭壽莘總負責，吳自己乘總部專車帶了一團衛隊，星夜疾馳回返。他拖着沉重的心情和疲累的身體，一夜未眠。次日上午4時，列車到達通州站外不足10裏。
11月5日，馮玉祥在北苑召開會議，商讨如何應付北方時局。出席會議的有孫嶽、黃郛、王正廷等人。這次會上，馮玉祥被推爲國民軍總司令兼第一軍軍長，孫嶽任副總司令兼第二軍軍長。鑒于孫中山尚無确切消息、吳佩孚率軍攻擊楊村等情況，孫嶽提出成立攝政内閣。爲表示歡迎孫中山主政的誠意，所定閣員多爲南方的老革命黨員，如國務總理黃郛，外交兼财政總長王正廷，國民軍總長李書城，參謀總長李烈鈞等。會議決定讓曹锟下令停戰，免去吳佩孚本兼各職，并宣布自動退位。
鹿鍾麟入城有功，升任師長，并任北京警備司令，駐紮在東單帥府園。馮玉祥派鹿鍾麟和警察局長張璧率警察和衛士進神武門到故宮與溥儀談判，迫溥儀及其妃嫔遷出故宮，退居攝政王府。
大勢已去的吳佩孚不得已宣布停戰并下野。在此之前，西北人民軍已攻克鄭州防線，挺進新鄉，并從此直插直軍老巢保定府。而直軍渤海艦隊司令溫權仁則在海上直接挂出了白旗，将全部海軍拱手交給了遼東灣邊防艦隊。在薊縣、天津、張垣、鄭州等各線直軍也被奉命就地接受繳械。
此役奉軍共接收約9個師16萬人，四條戰線共殲滅直軍近3萬人，馮玉祥、孫嶽接收殘兵各約萬餘人。在民國呼風喚雨多年的直系，就這樣退出了曆史舞台。同正史上不同的是，吳佩孚到死都沒能有機會在中國的政治舞台上再展伸手了。在中央，現在已經沒有任何力量可以阻擋奉系的獨攬政局，即使是孫中山也一樣。張作霖興沖沖地自奉天趕到秦皇島，準備改組政府，赤膊上陣了。
可是城裏還有馮玉祥、孫嶽的兩個軍，他們是這次反直最大的功臣，都是以孫中山爲臯圭的。現在形成的局面是馮玉祥的部隊控制北京城，外圍則是奉軍控制大局。以奉軍目前的實力，揮戈進入北京城對付實力居于下的“讨逆軍”一戰定天下不在話下，隻是似乎師出無名。朝野各方都在觀望奉軍的下一步動向，如果此時稍有不慎，不但剛平服的直系立刻會死灰複燃，居于下風的皖系、國民黨系各方隻怕直接便可将孫中山這面大旗豎起來再次讨伐自己了。
即使在奉系内部也有請孫中山爲總統、張作霖擔任總理的政治力量劃分願望，比如郭松齡、胡景翼等一批辛亥革命初期便響應孫中山号召的舊将，和于右任等一大批在各地有重要影響的所謂名流，此外還有在中國未來有重要影響地位的江浙财團等孫中山所賴以财政支持的派系等。所以表面上看是奉系風光無限，其中兇險不爲人知。一着不慎，滿盤皆輸。
在此時刻，奉系内部也對這場巨大的勝利所陶醉，張作霖基本上認爲奉系坐穩了天下。試想，曾經風光無限的北洋三派中的皖系、直系相繼臣服于奉系，天下還有哪股力量能夠再和自己匹敵？對于馮玉祥關閉北京城、拒絕奉軍進入的舉動，他幾乎要發布命令要求奉軍前鋒強攻了。
關鍵時刻，張漢卿認爲：中國目前亂局一團，如果戰争再繼續下去，難免日本人會乘亂有所動作。當務之急是迅速穩定局面――奉系已經在全國大部分地域取得了優勢，取得下一個大捷甚至是問鼎中央已經不是問題所在。倒是需要在軍事大捷的此時冷靜下來，取得政治上、道義上的優勢。
張作霖最終聽取了張漢卿、孫烈臣、郭松齡的建議，呼籲各方就組建一個聯合的政府同赴秦皇島，與先期移轉至此的孫中山商榷。其實各方均在關注奉系領袖的動向，以此時此地實力而言，任何撇開奉系的商談都顯得無足輕重，無論所組内閣爲何，奉系鐵定了是内閣的支柱與最大的實力派。各方所關注的隻是是否能分得一杯羹，在新内閣中自己究竟能占多少名額、處于什麽樣地位！