张作霖对杨宇霆的重用，张学良对郭松龄的重用令父子两产生分歧。郭松龄起书劝告张作霖应该先回到关内养精蓄锐在谋统一之策略，却被张作霖看作是干涉统帅的决定。张作霖继续举兵南下，这是导致郭松龄反奉事件的最主要原因。

　　郭松龄与张作霖在东北混战

　　1926年12月5日，郭松龄倒戈大军占领锦州。13日攻克营口、沈阳震动。张作霖准备下野，逃往旅顺。郭松龄两次致电日本公使和驻华外交团，声明保护在东北的外国人，尊重既成条约，要求日本和各国严守中立，不要干涉中国内部事务。

　　7日，日本关东军迅速由铁岭、辽阳、海城等地结集于奉天府警戒，并声明，表示不干涉中国内战，同时警告郭松龄部和奉军不得扰及满铁附属地及日军守备区域。15日，日本内阁决定：从其本土和朝鲜调动大批日军到满洲，增援张作霖。

　　同日发表第二号警告，严禁对南满铁路两侧以及离铁路20华里以内有直接战斗行为，并禁止对附属地治安有紊乱之虞的军事行动，否则一概缴械。18日，关东军司令官移驻奉天省城，坐镇指挥日军。

　　19日，增派满洲援张日军全部抵奉，总司令为斋藤义夫少将。日军代张守卫奉天省城，张之卫队急速开前线作战。同时，日兵又乔装张军，向郭军左翼侧击，日本的士兵和大炮加入奉军防线。22日，郭军与奉军在巨流河展开激战。

　　日军一方面以80架飞机，用重型炸弹轰炸新民一带，配合奉军正面战场，一方面借“南满附属地不得干犯”为由阻止郭军前进;同时以乔装奉军从左侧压迫郭军，并掩护吴俊升部骑兵抄袭白旗堡郭军后方。郭军三面受敌，23日战败。郭松龄夫妇弃军潜逃营口，在新民被捕。

　　同日，张作霖下令将郭氏夫妇就地枪决。
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　　张作霖在郭松龄反奉之后为什么宣布东三省独立

　　1926年1月11日，张作霖为了恢复郭松龄反戈造成的残局和防止国民军入侵，通电全国，宣布东三省与北京政府断绝一切行政关系，以镇威上将军名义主持东三省军政事务。

　　23日，东三省法团联席会议通电，实行三省联治，推张作霖维持东北秩序，宣布从即日起，北京政府一切命令和约束，概不承认。

　　25日，张作霖召集重要文武官员开会，会议决定：东三省正式宣布独立，实行“保境安民”，以山海关、秦皇岛为界，布置防线，热河方面取守势，驻兵七八万，以防国民军侵入;在东北大量扩充军备，将军队改编为14个师，暂时休整。同时，张作霖通令就任东三省保安总司令兼军务总统官，并电令入关奉军即日起，退守奉地。