一、直系势力的扩张与湘鄂战争直皖战后，由于英勇善战，屡立战功，吴佩孚的声名大噪一时。尤其是英美等国的舆论，把他吹捧成中国唯一的英雄，使得吴佩孚产生了一种“舍我其谁”的感觉。他及不买张作霖的账，有时对曹锟也不慎驯服。
张作霖非常看不惯吴佩孚这种后来新进，目中无人的做派，而且张大帅一致认为直皖战争如果没有奉军参战，直军不可能取胜，因此奉军是这场战争胜败的关键因素。而吴佩孚打心眼儿里看不起这位胡子出身的大帅，认为奉军参战不过是投机取巧，坐观成败，至于决定胜负的关键是松林店一战，而这一仗是他立下的汗马功劳。因此，他对奉军战后抢夺大批武器辎重财物装上火车运回奉天的举动，非常愤怒，甚至要派兵截夺。随着权利的增长，吴佩孚对政治的兴趣也越来越越大，8月1日，他表示时局纠纷，旷日持久，特欲公诸国民，拟召开国民大会，解决时局，草定大纲八条：
（一）定名。为国民大会。
（二）性质。由国民自行招集，不得用官署监督，以免官僚政客操纵把持。
（三）宗旨。取国民自决主义，凡统一善后，及制定宪法与修正选举方法及一切重大问题，均由国民解决，地方不得借口破坏。
（四）会员。由全国各县农工商会各会各举一人为初选，所举之人不必以各本会为限。如无农工商会，宁缺勿滥。再由全省合选五分之一为复选。俟各省复选完竣，齐集天津或上海，成立开会。
（五）监督。由省县农工商学各会长，互相监督，官府不得干涉。
（六）事务所。先由各省农工商学总会公同组织，为该省总事务所，再由总事务所电知各县农工商学各会，克日成立各县事务所。办事细则，由该所自订。
（七）经费。由各省县自治经费项下开支。
（八）期限。以三个月内成立开会，限六个月将第三条所列诸项议决公布，即行闭会。并主张将南北新旧国会，一律取消，南北议和代表，一律裁撤。所有历年一切纠纷，均由国民公决。
他的主张还真得到不少团体及个人的支持，但是却遭到徐世昌、靳云鹏、张作霖的强烈反对，连曹锟也不支持。张作霖认为吴佩孚不过是曹锟手下的一个小小师长，根本没有权力过问政治，言语之中十分轻视。为此，张作霖还质问曹锟，曹锟当即表示他并不赞同吴的主张，还通电声明：吴的主张未经过他的同意，应与撤回。最后吴佩孚的“国民大会”计划胎死腹中，未能实现。
这事之后，吴佩孚意识到自己支配北京政府的条件远未成熟，也就是说他的实力还不能左右政局，迫使他必须扩充军事力量，将来的话语才能有力量。
8月20日北京政府任命曹锟为直、鲁、豫巡阅使，9月2日任命吴佩孚为副巡阅使。曹命吴驻军小站，拱卫京畿。吴却另有打算，他率嫡系部队第三师驻节洛阳，埋头练兵，不问朝政，暗暗积蓄力量。
洛阳素有九朝古都之称，十省通衢之地，四通八达，中原的心脏地带。在此驻兵，可以雄视四方。而且巩县兵工厂近在咫尺，汉阳兵工厂，南京兵工厂与洛阳都有铁路连接，武器弹药供应充足。可以说是个理想的练兵之所。吴佩孚曾经手书对联两幅，以明心境。一、欲平大难须尝胆，誓扫倭人不顾身；二、花开阳春惟三月，人在蓬莱第一峰。
当时的河南督军是赵倜，在直皖战前赵是反皖八省同盟之一。然而直皖战后，北方成为直奉两系的天下，这位反皖同盟的健将赵倜却一无所得。不仅此也，由于河南被划入直系的势力范围，吴佩孚且驻兵洛阳，冯玉祥也驻兵信阳，萧耀南也驻兵郑州，使得河南已成为直军所盘据的天下了，加上吴佩孚是以直、鲁、豫巡阅副使的身份出现，在官制上俨然是河南的太上皇，是赵倜的顶头上司。
赵倜有个兄弟，绰号“三麻子”，是河南省无人不知的恶霸，他和河南省长张凤台的兄弟，绰号“五阎王”，两人在河南为非作歹，无恶不作。河南人民自吴佩孚驻洛阳后，便纷纷前来告状，希望吴佩孚能够主持公道。由于吴佩孚平素治军谨严，因此赵倜和张凤台都为之惴惴不安。
可是吴佩孚这时在河南还立足未稳，所以也不敢立即采取行动，为了拉拢河南，所以吴佩孚和赵倜结拜为兄弟，吴夫人且拜赵母为干妈，吴赵两夫人也结成姊妹，表面看起来，吴佩孚是尽量对河南表示好感。
河南内部却并不稳定，河南第一师师长成慎因案被赵倜撤职，第一师缩编为第一旅。这一师人心大为摇动，成慎的亲信孙会友担任第一团团长，传说也将被撤职，于是孙便一不作二不休，先发动倒赵。10年4月14****在彰德主持军变，把成慎接到彰德来，推为豫北军总司令，通电宣布赵倜兄弟的罪状。
豫北事件爆发后，河南旅京同乡纷纷电请北京政府把赵倜免职。同时冯玉祥旅在驻马店和赵倜所属的宏威军发生了冲突，赵倜指斥冯玉祥勾结成慎，扣留税款，向驻马店进攻，劫夺宏威军的枪支，冯也指斥赵先派兵进攻冯部的防地，因此才予以还击。
据说直系是有意解决赵倜的，不过由于直奉两系地盘分赃问题，奉系已同意把陕西地盘让给直系，自然不会愿意再把河南让给直系，因此直系不得不投鼠忌器，同时张作霖和王占元也都反对撤换赵倜，这样才把河南情势稳定下来。
4月18日吴佩孚亲自率领第二十五师一部进攻彰德，逐走了成慎。豫北军在直军第二十四、二十五两师和宏威军的包抄下全部被缴械，孙会友逃往信阳、汤阴、武安、林县一带，后来被宏威军团长樊钟秀所部擒获斩首。
赵倜事后亲赴洛阳向吴佩孚致谢，并派人到信阳向冯玉祥道歉。
赵倜前清时就是毅军统领，官至参将、总兵，也是老军务了，对吴佩孚这位后起之秀十分不满。于是暗中与奉系结交。以至于后来的直奉之战中险些端了吴佩孚的老窝。
吴佩孚以直鲁豫巡阅副使的名义统辖陆军第三师（自兼），陆军第二十三师（师长王承斌，由直隶第一混成旅扩编），陆军第二十四师（师长张福来），陆军第二十五师（师长萧耀南，由直隶第二混成旅扩编），陆军第二十师（师长阎相文，由直隶第三混成旅扩编），总兵力约五万余人。
为了把这些部队练成精兵，吴佩孚可谓不遗余力，主要措施有：
一、扩充师旅，补充兵员。随他南征时的各级军官因为部队的扩大都得到了提拔，人人感奋。
二、参照古今中外战史、兵法，制定适于作战的操练法则。努力提高中下级军官的战斗素养，培养军官士兵吃苦耐劳的精神，“所谓为将之道，冻不披裘，夏不衣葛，暑不挥扇，寒不围炉。必与士兵同甘苦共患难，方能得人心。”
吴佩孚不仅自己制定训练大纲，还亲自授课，大讲孔孟之道，向士兵们灌输封建伦理纲常，使他们树立忠于他本人的思想。诸如“军之宗旨，尤贵服从，将之御士，尤贵同心，务使将兵一心，如身臂相依，指挥灵活，动作迅速，方足以建奇功。”
三、重点训练第三师。全师一旅配备但是最先进之轻重武器，还设置铁甲车队，炸弹队，航空队等。使第三师在装备、训练、实战技能等方面成为名副其实的全国之冠。
吴佩孚的练兵成果，在北洋军中堪称首屈一指，只有后来的冯玉祥部能与之相拮抗。
在洛阳成立了教育处，负责具体练兵事宜。后来还编练了学兵队与幼年兵团，为部队输送阶梯式人才。又建立军官教导团，轮训将佐及各师旅行伍出身的军官。
吴佩孚洛阳练兵，成果斐然，不论数量、质量都超过一般的地方军阀，使一些老一辈北洋将领刮目相看。也为将来同奉军的作战打下坚实基础。
1920年10月12日，直系大将江苏督军李纯突然暴死。
李纯之死成为当时政坛一件惊人的秘闻，因为当时报纸上均以“江苏督军李纯忧国自杀”为题。但李纯真的是自杀吗？他如果是为了忧国自杀，为何不自杀于袁世凯窃国、张勋复辟、南北战争或是五四运动等国家危难之际，却在皖系惨败，直系鼎盛之时？这就是令外边物议沸腾了。
关于李纯的出身也勉强可算小站旧人，他是在小站时代就投奔冯国璋，担任记室。民国元年冯国璋任直隶都督兼领陆军第六镇，李纯为第六镇第十一协统。第六镇后改为第六师，国民党二次革命失败后，袁令冯就任江苏督军，即以第六师长畀予李纯，且兼任九江镇守使，不久升任江西督军。迨冯国璋继任总统，李纯既是冯的嫡系，因此冯即保李为江苏督军，而江西督军遂由另一直系健将陈光远继任。
冯入京就任总统后，与总理段祺瑞积不相容，李纯联络湖北督军王占元，江西督军陈光远号称长江三督，为冯支应，颇有声势。在关系的亲近上说，如果由冯国璋选择直系的第二把交椅，就不会是曹锟而是李纯。
李纯死后谁继任苏督呢？陈光远希望由长江三督之一的王占元自鄂调苏，自己由赣调鄂，以齐燮元或新崛起的吴佩孚督赣。齐燮元想坐升苏督而废巡阅使，或者抬出王士珍为巡阅使。北京政府想派王士珍或靳云鹏或吴佩孚为苏督兼任巡阅使。张作霖却极力保举张勋出任苏督兼巡阅使。直系怕夜长梦多，闹出其他纠纷，也为了抵制张勋，乃授意北京政府于1920年12月3日发表王士珍为苏皖赣巡阅使，齐燮元署理江苏督军，何丰林为淞沪护军使。
何丰林的护军使是齐燮元所保荐，自卢永祥调任浙督后，何因资格和政治理由，不能继承护军使地位。因为直皖两系都争夺上海这个地盘，苏督自冯国璋以迄李纯，都要收回上海，纳入江苏范围内，不愿意留一条皖系尾巴在江苏辖境内。现在皖系已被打倒，直系正可以乘机收回上海地盘，可是齐燮元因为自己资望尚浅，升任苏督已是喜出望外，为了息事宁人，便顺水推舟。
李纯之死，上海和会也无疾而终。早在1920年6月6日广州军政府总裁岑春煊罢免了南方总代表唐绍仪，代之以温宗尧。民国元年，唐做北方议和总代表，被免于袁，和这次做南方议和总代表被免于岑先后如出一辙。温宗尧到上海后，也和北方总代表王揖唐一样，没有人理睬他，不久岑春煊自己也垮了台，他当然更无地位。北方总代表在朱启钤时代，其交际费列有赌具、花粉种种。王揖唐用钱的黑幕更多，最后一任总代表是李纯兼任，李纯在南北战争中一直扮演和平老人，是和谈幕后重要人物，他也愿意担任议和的总代表，可是迨他出任总代表后，事实上南北已无和谈的情事，因为南北之争已变成南与南战，北与北战了。
李纯死后，继任督军齐燮元开具1919年6月后和谈代表办事费470355元，而各代表所购汽车，各代表公馆内化妆台、绣花枕、雪花膏、香粉、字画、代表眷属车费及所用香烛、元宝、麻雀、扑克等项均列入。这项报销在北洋政府中本不足为奇，可是在和谈代表办事费中列出，真使人啼笑皆非。北京审计院把不能报销的剔出来，苏督和审计院大打一场笔墨官司。
1921年9月，齐燮元正式出任江苏督军，保住了直系这块很重要的地盘。
1921年春，直系又将触角伸向了陕西。其时陕西督军为陈树藩，比较倾向皖系。5月25日，北京政府发表阎相文署理陕西督军的命令。陈被撤职后曾指使陕西团长以上军官联名电请北京政府收回成命，同时还派大批代表到西南各省接洽，准备宣布“陕西自治”，同时加入西南的“联省自治派”。不过当时的陕西局势对陈树藩而言，是非常不利的，因为陕北有靖国军，是于右任所率领，陕南有郭坚的陕西民军，使西安陷于两面夹攻之中。
同时，直系调遣第十六混成旅冯玉祥部取道潼关，第七师吴新田部取道荆紫关，配合第二十师阎相文部，迅速开往陕西，准备武力接收。
直系和靖国军成立了合作驱陈的协定。陈树藩在这种绝望的情势中，只好作下台或者困兽斗的打算了。他一方面要求北京政府发清欠饷，并将所部改编为四师三混成旅作为下台的条件，另一方面准备进行抵抗，如果抵抗失败，即拟逃往汉中，与刘存厚的川军联合，保守陕西最后一隅之地。
7月初第七师由荆紫关进占武关、龙驹寨，第十六混成旅由潼关直趋渭南，陕北镇守使井岳秀、西路游击司令郭金标都背叛了陈树藩，省长刘镇华也是首鼠两端。所以7月7日第十六混成旅及第二十师推进到离西安二十里的坝上后，陈便率部退出西安，经过咸阳、兴平、郿县、新口子退往汉中。陈出走时，携带了行李箱篓三千多件，连督军署的玻璃地板都被撬开带走。
陈离开西安前，曾对陕西父老放声大哭，自称做了几年的陕西督军，依然是个穷光蛋，自问对得住地方。可是他的亲信对人说，他所搜刮的财富也有500万之多。
阎相文接任陕西督军，陕西局势显得安静了。他号召陕西民军踊跃到西安来接受改编，于是在陕南的民军首领郭坚首先响应，由凤翔到西安接洽受编，8月13日冯玉祥和吴新田在西关讲武堂设筵欢迎郭，郭欣然赴席，杯酒交欢之际，忽然一声号令，伏兵齐出，立即把郭推至校场斩首，并且把郭血淋淋的人头悬挂在钟楼上示众。
意外的是在8月23日，新任陕西督军阎相文忽然吞服鸦片自杀身死，据说他在衣袋中留有遗书，略称：“我本愿救国救民，恐不能统一陕省，所以无颜对三泰父老。”这封遗书颇近似江苏督军李纯，不过传说阎不是自杀的，成为民国史上又一桩无头公案。25日北京政府任命冯玉祥署陕西督军，所部十六混成旅改编为陆军第十一师。
陕西靖国军总指挥胡景翼在三原召开“国民大会”，通过取消靖国军，10月27日北京政府任命胡为暂编陕西第一师师长。
陈树藩逃往汉中，与刘存厚取得联系后，曾先后改称“陕西护法军总司令”和“西北自治后援军总司令”。不久又遭到第七师吴新田部的追击，到11月16日又被迫退出汉中，由茅坝口逃往陕、鄂、川三省边境平利、城口、镇坪一带，从此一蹶不振，退出民国政治舞台。，
另外，吴佩孚又运用手段，将海军的护法舰队温树德部收买，于1922年夏天率“海圻”、“海琛”等六艘军舰从汕头开抵青岛，更名为渤海舰队，由吴佩孚按月供给经费，直接控制了这支海军。