从此以后，奉系军队势力大增。第二次直奉战争中，奉系大胜，孙烈臣战功赫赫。在孙烈臣疾病缠身之时，张作霖依然不允孙烈臣辞职，只让他回故乡修养。1924年4月25日，孙烈臣因病逝世。他一生没有子女，全身心的投入给了军队。在孙烈臣死后，张作霖抱着孙烈臣的尸体痛苦了好久。