1925年春，张宗昌被任命为山东军务督办。皖系原任督办郑士琦，不愿意放弃地盘，迟迟不愿意走。张作霖在第二次直奉大战中，和冯玉祥联合，击败了直系，为了平衡，张作霖将皖系首领段祺瑞推到前台，让其担任临时执政。张宗昌在直奉大战中为奉军立下大功，但是却一直没有合适的地盘，于是段祺瑞在张作霖的压力下，不得不让出皖系控制的山东。
由于当时皖系和奉系是盟友，所以张宗昌在郑士琦不愿意交出山东之初，也只得暂时隐忍。可是，当张宗昌带着部队在徐州等了三个多月后，见郑士琦还是装傻充愣。张宗昌勃然大怒，派他的参谋长王翰鸣前往济南与郑士琦面商，希望和平接任。
在派王翰鸣与郑士琦交涉的同时，张宗昌让手下许琨率两个旅入山东。 当时，归郑士琦指挥的山东军队，共有一个师十三个混成旅及两个独立团。这些部队，大都是山东的地方部队，各有其历史背景，除胡聘三的第七混成旅算是郑士琦的班底外，其余都只是名义上归郑士琦指挥。在这种情况下，郑士琦见张宗昌的先头部队已经进入山东，只得将山东军务督办的印信交给省长龚伯衡代收，自己黯然离开了山东。
同年冬，张宗昌任山东军务督办半年后，就发生了南下阻击孙传芳之战，这也是奉系由盛到衰的开始。
第二次直奉大战后，奉系的杨宇霆、姜登选分别出任江苏、安徽两省的军务督办，奉系的势力范围达到顶峰，但是这也造成了奉军的兵力分散。
当时，张宗昌率领的军队已全部撤回徐州及山东境内，奉军仅有邢士廉一师驻扎在上海，丁喜春一师驻在南京，归杨宇霆指挥。姜登选干脆就没有带多少部队到安徽。当时安徽的地方部队，有倪朝荣、王普、章浚和、马祥斌等旅（马旅驻蚌埠附近），他们对奉军大都抱着阳奉阴违的态度。
本是直系的孙传芳在攻占浙江后，积极整军经武，并表面交好段祺瑞、张作霖，暗中却派人和冯玉祥联系，孙传芳还派人联络直系老长官吴佩孚，让其出任十四省讨贼联军总司令，此外江西军务督办方本仁、赣北镇守使邓如琢、江苏军务帮办陈调元也都和孙传芳秘密联络，反奉的号角即将吹响。
1925年10月，孙传芳利用江苏人民对奉军纪律败坏的痛恨情绪，命李宝章师袭击上海，卢香亭师夜渡太湖，袭占丹阳，以切断沪宁铁路，并命谢鸿勋师经宜兴进窥南京。在孙军攻击之下，奉军迅即溃败，杨宇霆弃城逃走，孙传芳于10月16日进入南京。安徽的地方部队长官也密谋杀掉姜登选，姜登选只得弃职北逃。紧接着，孙传芳部的谢鸿勋、卢香亭、陈仪等师大举渡江追击，向淮河南岸急进。
张作霖在看到杨宇霆、姜登选都不战而退，很快丢失了江苏、安徽两省地盘后，大发雷霆，当即召集奉系骨干开会，决定由张宗昌率领大军南下增援，并委任张宗昌为江苏善后督办，施从滨为安徽善后督办。
张宗昌奉到命令后，即派施从滨率部为前锋，向蚌埠前进，并派招募的白俄部队沿津浦铁路东侧南下，以掩护施部的侧背。施从滨部经过几天的整顿补充后，由兖州泰安防地先后开到蚌埠，并在附近布防，这时孙军首先发起猛烈攻击，施部不支，纷纷溃退，蚌埠被孙军占领。施从滨退出蚌埠后，在固镇以南坐着白俄部队的铁甲火车指挥作战，企图挽回败局。
施从滨部同孙军在固镇以南作战的时候，后方还有铁甲车一列和军械处的弹药车数辆，随时可以支援和补充。后来孙军的谢鸿勋师派出迂回部队绕到固镇桥以北，将铁路破坏，切断了施部的退路。施部受到前后夹击，纷纷向北溃逃，施从滨和他的随行人员，全被孙军俘虏。
当时固镇桥北的南宿州至夹沟一带，奉军程国瑞、王栋、许琨等部队陆续到达，相继与孙军接战。李恒珍率领的弹药车队也开到夹沟车站。
孙传芳善于练兵，孙军当时算是军阀中首屈一指的劲旅。经过一昼夜的激战，奉军程国瑞先登上火车退走了，他的理由是打没了子弹，其实弹药并不缺乏。程国瑞过去作战，素称骁勇，但是时过境迁，此时他已成了富翁，无需再去卖命了。其他奉军部队也都顺着津浦铁路向北退却。
11月8日，孙军先头部队占领徐州，张军转移到山东境内韩庄以北一带据守。孙传芳从袭击上海到占领徐州，仅一个多月的时间，就得到出乎意料的大胜利。此时的孙传芳，急需回到南京筹组苏、浙、闽、赣、皖五省联军事宜，消化胜利果实，因此不再向北出击。张宗昌大败之下，自知不是孙传芳的对手，也不敢南下。
施从滨被孙军俘虏后，押到孙传芳的指挥部，孙传芳违反了北洋军阀交战时互相不杀对方大员的潜规则，下令将施从滨斩首处决。十年后，施从滨的女儿施剑翘在天津租界的居士林枪杀孙传芳为父报仇。
张宗昌败退回山东不久，11月21日晚，奉军大将郭松龄突然发出讨伐张作霖、杨宇霆的通电。郭松龄指挥着奉军最精锐的部队，随后在巨流河之战中，郭松龄兵败身死，但是奉系元气大伤，衰落之势难以逆转。