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16年10月2日张作霖发表讨阎通电，电云：
“（前略）阎锡山长晋有年，从前一切政变，向不参预。上年为冯逆所迫，围攻大同，蹂躏雁、代，晋北不保，太原垂亡。阎锡山信使往还，叠电告急，摇尾乞怜之态，如在目前。本大元帅以晋省系完善之区，晋民多纯朴之众。倘被赤徒恶化，地方不堪设想，用是激励诸军，力攻南口，接济械弹，救其灭亡。南口既下，大同解围。我军直趋绥北，转战数千里，兵无宿粮，马无积秣，甫克扫除绥境。功成之后，举土地、俘虏、械弹、战利品一无所取，拱手让晋，口不言功。此上年已往之事实，对于晋省人民，对于阎锡山个人，可谓仁至义尽，足以大白于天下者也。不意阎锡山狼子野心，认贼作父。年余以来，倒行逆施，反颜事仇，与冯逆相勾结。今年春间，竟于我军攻豫之际，出兵石家庄，意在断我归路，截我辎重。幸我军见机尚早，全师而归。当此之时，我军若问罪兴师，理无不可。本大元帅意存宽大，曲予优容，仍不忍以救晋者祸晋，非真于阎锡山之多行不义，毫无闻知也。自袭取石家庄，对于直境附近各县搜括骚扰，无恶不作，叠经派人疏通劝告，迄无悛改。其祸晋祸国之心，路人皆见。上月二十九日，突在大同附近，截劫火车，扣留我军官佐，并敢进兵察境，公然敌对。本大元帅维持大局，维持晋省之苦心，至此乃忍无可忍。兹已分饬诸军，实行讨伐。惟是上年驱除冯逆之后，北方大局，汔可少安。今阎锡山被人利诱，甘为戎首，是破坏北方大局者，阎锡山一人当负其责。本大元帅护国救民，始终如一。晋省军民，皆我一体。但期阡厥渠魁，决不穷兵黩武。倘阎锡山能悔过息兵，或其部下能自拔来归，仍当一体优容，不追既往。从前牺牲多数，尚能以绥、晋地归诸晋军，今虽不得已而对晋用兵，仍必顾全晋省真正民意也。特布区区，敬告有众。大元帅。冬。印。”
张电发后，复于4日另下讨伐明令，原文云：
“迭据直隶督办褚玉璞、察哈尔都统高维岳，先后电陈，山西督办兼省长阎锡山，擅调军队，盘踞直境井陉、获鹿、灵寿、顺德等十余县，并在石家庄遮断京汉路交通……。本大元帅以该督办素以保境安民为自全之策，此次种种妄举，或系受人煽惑，并非出自本意，故迭饬各地驻军，节节退让。所以曲予优容者，一则保全地方，不忍使三晋人民惨遭涂炭。一则阎锡山苟有丝毫爱国之心，冀其最后省悟，仍循正轨。讵该督办近复收编匪队，纵容滋扰深泽、藁城、晋县、无极等四县、荼毒生灵。突于九月二十九日，在察境京绥线永嘉堡、西湾堡破坏铁路，扣留客车，及中央检阅军队人员。同时并在石家庄一带，进兵侵犯各该地驻军，施行攻击，似此弄兵思逞，蹂躏地方，破坏和平，甘为戎首。既属人民之公敌，亦为国法所不容，应即听候严行查办。如系被人利诱，悔过息兵，仍当宽其既往，俾图晚盖。倘有抗拒情事，着由各路驻军一体痛剿，以维大局，而靖地方。其有被迫军官，准其自首，一经查实，免予追究，仍量加任用。倘始终不悟，甘心附逆，一律重惩，决不宽贷。此令。”
10月5日，张学良、韩麟春亦有微电至阎，电云：
“百帅勋鉴，顷得南京确报，知公与焕章定约，协以谋我，将信将疑，而贵军扣车拆路之耗又至，沉机一发，夫复何言。所不能已者，我两方数年合作之精神，千里驱冯之成绩，一旦毁弃无余，令人耿耿耳！民国以来，公既昌言保境，我方亦志在安民，玉帛往还，信使不绝。前岁焕章甘冒不韪，阴行诡道，煽惑友军，公与家君同申大义于天下，是以有张绥之役。道则相同，功则相让，奏凯雁门，酬庸绥远，未为过也。曾几何时，一变至此，良心迫我，如鲠在喉，故复略而言之。尝闻大人不顾小信，霸者不恤人言。不图今日亲承高义，我公高掌远距，非可以常格相绳。然不顾感情，当计利害，不泥小节，必为远图。今北方未残之局，公悍然冒为戎首而破坏之。黎元难欺，青史尚在！天下后世视公为何如人？此学良、麟春所未解者也。三晋河山，艰难缔造，十有六年。公苦心硕画，世所倾慕。今忽徇局外之诱，兴无名之师，徼非常之获，不至糜烂其民不已，表里山河，必无恙乎？此又学良、麟春所未解者也。夫荣辱在其所取，成败视其所与。论者谓公交邻之道善矣，今忽尽所为，为问北地胭脂之乱，所乱者何地？命乱者何人？公闻之否耶？大同怀左奸淫焚掠之惨，灭伦绝理，士民至今切齿，公知之否耶？公如云保守，不必视友为仇。公即有企图，何为认贼作父。人心固不可测，天性必无改移，证诸往事，为友为敌，固可了然。何去何从？岂容自误！公今所争，究为何事？所战究为何人？就令我军全数出关，北方大局，能统一乎？焕章交情能永久乎？苟一思之，不寒而栗。学良、麟春追随戎马之日久矣，天日不愧，何惧于公？而独为我公惧也。昨询仲雅，亦复无词。顾特表公诚恳，然则言与行背，得毋事与心违，往复百思，不得其解。彼方李二公，自为其友造机会耳……。今昔相衡，吾友安在？往事已矣，公既有必战之心，学良、麟春无退缩之理，鞭弭周旋，事非获已，临书待命，不敢告劳，即承动定不宣。张学良、韩麟春叩。微（五日）。”
奉张自获悉晋阎参加革命军讨奉后，就积极布置一切，并召京外各将领入京，张宗昌2日晚由济到京，韩麟春、杨宇霆3日晨先后由奉赶到，连开两次通宵会议，对军事方针大体决定：（一）津浦线由第一方面军扼要防守，暂持人不犯我我不犯人宗旨。（二）阎锡山此次反奉，系以冯玉祥为后援，此路最为重要，二七两方面军，应依照原定步骤，努力向汴郑发展，以断冯、阎之联络。此路副总指挥，仍以张宗昌、褚玉璞分别担任。（三）阎锡山因奉主力军在京汉线，故对京绥路猛攻，意在分散兵力。其实阎之目的，仍重在京汉线，此线由张学良、韩麟春担任指挥，先取守势。（四）京绥路方面决定由张作相、汤玉麟分担正副指挥，一切照原定计划进行，亦应先取守势。10月4日晨张作相赴京绥，张宗昌返济南，张学良、韩麟春率八大处人员往保定，又令吴俊升为东三省边防总司令暂驻奉天，仍兼黑省督办原职，事实上代行东三省保安总司令职权，奉军全部入关，由吴直辖部队任奉天守备，以固省防。奉方认为晋省实力不多，接济困难，利在速战，故主张退至险要地点，严阵固守，以待晋军之疲。同时张家口非可守之地，决计放弃，集中实力于康庄、怀来、居庸、南口。京汉则分定州、高碑店两路固守，待时而击。
晋军讨奉的战略，则已一变北方向来正面激战之老法，而多采旁击截攻之方，其最得意之便衣队，在京绥，京汉沿线时有出没。晋军进兵共分五路，第一路即系向张家口，而在柴沟堡激战。第二路由天镇向东南趋宣化。第三路由蔚县袭南口之后，意在附南口之背，俾京绥正面之晋军，可少牺牲。但奉军当局，亦已侦知，对此路甚为留意。第四路为石家庄，即在正定与奉军十五军激战。第五路在石家庄以南，沿京汉线，预备牵制大名之直鲁军。
晋奉两军在京绥、京汉两路实力，至少均在10万以上。
开战前奉、晋防军之分配情形大致如下：
（一）京绥线奉军以高维岳之第九军为主力，辖三师一骑兵旅。第十六师郭希鹏驻丰镇，第十九师孙德荃驻张家口，第二十二师窦联芳驻张家口，察区骑兵旅董怀清驻集宁县。此外驻宣化怀来一带者，为汤玉麟之十二军，热河后防，则为热军一部及于花山第八师等。晋军以商震为晋绥军左路总指挥，所有驻大同之第十四师李服膺，第十师李生达，驻包头第九师吴汉华，第五师王靖国，驻绥远之第一师李培基，驻归化之第三师杨士元，及谭庆林之骑兵等皆归统率。奉军以原防军兵力较单，业调涿州涞水昌县等处之吉军约2万人，赴宣化怀来增防。北京之孙旭昌师及邹作华炮兵一部，亦奉令开往西北增援。
（二）京汉线奉军大部皆属于三、四方面军团，辖军六，每军人数或三旅或三师不等。十五军汲金纯驻最前线正定，共有杨德生、白文林、鲍毓麟三旅。十六七联合军军长胡毓坤、荣臻驻定州，十四师秦永义、十九师李树林、二十师丁喜春、二十七师应振复、二十八师孙兆印、分驻定州、新乐一带。第八师万福麟，辖李振唐、赵有两师，及马占山之骑兵师驻保定。第十军王树常、十师刘辅庭、二十四师韩光第、二十六师杨正治，皆驻保定。二十九军戢翼翘，师长富占奎、黄师岳、何桂国，驻高陈、河间、任邱。此外十一军刘伟部，辖苏炳文、李万斛、安锡嘏三师，原驻津浦北段，近亦奉调一部开京汉助防。保定以北之吉黑军，共约2万余人，驻守高碑店。除一部赴京绥外，余仍留原防。晋军在石家庄者，以徐永昌部为主力，孙楚部担任前锋。
当奉、晋两军开火后，张作霖、阎锡山还有最后的往来电，阎电云：
“北京张雨帅鉴：奉晋夙敦和好，不幸以兵戎相见，实违初心。在我公固不免有所误会。在锡山实出于情不得已。鞭弭周旋，三舍莫避。膏血原野，言之疚心。方今革故鼎新，全国一致，民意所趋，顺应为宜，苟有解决途径，仍当开诚相与。锡山本无穷兵之心，我公夙有择善之意，特布巽忱，伫候明教。阎锡山叩。歌申。印。”
张作霖亦有复阎锡山电：
“太原阎百帅鉴，歌申电悉，五原克敌，我让绥区。石庄阻兵，我退正定。为顾全和好计，为北方大局计，退避威棱，岂止三舍。柴沟之役，衅自谁启？我军稍事抵御，即退张垣，其为对晋并未设防，亦可概见。此已往之事实，难掩中外人耳目者，自问坦白公诚，无不可告人之事，是非具在，误会何来。今既相见以兵，成败利钝，惟力是视。惟最后一言必须为公尽忠告者，认敌作友，与虎谋皮，败固无幸，胜岂相容？至功首罪魁自有定论。我辈作事，宜光明磊落，争千古不争一时，争曲直不争意气。解决之途，听公自择！不违之复，惟公察焉。特布区区。即候明教。张作霖。阳。”
自9月28日奉晋两军在柴沟堡冲突后，奉军高维岳军以事前未有准备，仓猝应战，似颇不利。奉军为战略上关系，放弃张家口，高维岳率部退宣化、怀来一线，与汤玉麟会合，张作相亦率援兵赶到，专守宣化以下的要塞，下花园为第一道防线，怀来为第二道防线，居庸、南口为第三道防线。10月3日晋军第九、第十五两军即已逼至张家口附近，但3日上午奉军已全部撤退，故晋军进入张家口后，立即出示安民。
从9月27日起到10月8日，这十天是奉军的布置期间，10月8日奉军已在京绥和京汉两线布署齐全，遂下令总攻击，原令略云：
“兹查敌军情状，纯为前进阵容，我军为巩固共和计，自应施行攻击。（一）本令到时，张学良、韩麟春应率领三四方面所辖各军队，由保定经过所设阵地，向石家庄进发。（二）本令到时，张作相、汤玉麟，应率领第五方面所辖各军队，由下花园经过宣化张家口，向大同进发。其万福麟部，仍照原定战线进攻。（三）本令到时，张宗昌、褚玉璞，应率领二、七方面各军队，由济南、徐州，经过东明、曹州、夏邑各地，向开封、郑州、运城进发，大军所到之地，务以安辑黎庶为主。”
奉张对晋阎下总攻击令后，奉军即在京汉线发动攻势，10月8日以前是晋军攻势猛烈，保定附近均有战争，奉方预定以戢翼翘、王树常两军分任左右两翼，中路故意引晋军深入以成包抄之势。10日戢翼翘率左翼军到定州，晋军归路果然被截断，全局动摇，石家庄亦同时被直鲁军孙殿英部及奉军骑兵集团张树森部所占领，因此在京汉路上，晋军大势遂去。
11日涿州虽曾一度被晋军所占领，但当晚即被击退。
张学良、韩麟春于10月11日由保定发出告捷电：
“此次阎锡山毁信灭义，擅启戎端，乘我不备，潜师进袭。在我本无一战之心，宁辞三舍之避。乃阎氏一再进兵，忍无可忍，为正当防卫计，不得不起与周旋。而军队散居各地，集中需时。昼夜兼程，师行二百余里。因彼进攻，诱其深入，我军士气风发，需知与我对垒者为晋军第二军杨爱源，第三军徐永昌，第四军傅存怀，第六军丰玉玺。第十军李维新各全部，当经我军迎头进击，复派二十九军戢翼翘，骑兵集团张树森部，衔枚急进，业先后占领定县、石家庄、包围侧翼，断其归路。