战场形势成了僵持状态，此时冯玉祥的态度就成了战争胜败的关键手，犹如楚汉相争时韩信的态度一样。韩信隶属刘邦，助刘邦则汉胜，助项羽则楚胜。冯玉祥是属于直系的，按其份内职责应当助直军攻赤峰而兵临锦州，如此张作霖必败。但是冯玉祥没有这样选择，他已经与皖系段祺瑞以及第二路军副司令胡景翼取得了联系，倒戈计划已经箭在弦上，不得不发了。在回师倒戈之前，冯玉祥还做了一件事，他向曹锟建议说，王怀庆第十三师开赴前线后，北京防务空虚，最好调孙岳第十五混成旅前来拱卫首都。曹锟没有察觉到冯玉祥的阴谋，立即电召孙岳部至京。而孙岳此时已经是冯玉祥的人了。曹锟对拱卫首都的部队没有详加审查，而轻率地引狼入室，这也是冯玉祥得以倒戈成功的一个关键。
对冯玉祥其人，吴佩孚也不是没有提防的，只不过他用错了人。当时他委托直系大将王承斌监督冯玉祥，王承斌其实是知道冯玉祥阴谋的，只不过因为保洛之争，王承斌对吴佩孚早有意见，因此并没有把这个秘密告诉吴佩孚。他当时以为冯玉祥倒戈只是倒吴佩孚，冯玉祥自己也是这么说的。因此王承斌很想借冯玉祥之手剪除吴佩孚，以取代吴佩孚在直系中的地位。皮之不存，毛将焉附？可惜王承斌没有明白这个道理，白白葬送了好局。
10月19日，冯玉祥在滦平召集了倒戈会议，与会者有鹿钟麟、李鸣、张之江、邓宝珊等人以及胡景翼的代表，各位将领一致同意回师倒戈。于是冯玉祥做了如下安排：
命令鹿钟麟率第二十二师自密云县秘密回京，会同孙良城、张维玺两个旅一起到北苑，再与蒋鸿遇旅汇合后入城；命令李鸣钟旅自古北口直趋长辛店以截断京汉、京奉铁路交通，防止吴佩孚沿京汉、京奉铁路运送兵力；通知胡景翼部自喜峰口南进占领滦州、军粮城一带，截断直军归路；命令张之江、宋哲元旅自承德返京，以增加倒戈后防守力量；派员联络热河都统米振标，以争取一致行动。
10月22日，鹿钟麟率部抵达北苑，与蒋鸿遇、孙良城、张维玺会商后，即于当晚8点出发，12点抵达安定门，把守城门的孙岳命令士兵打开城门。由于有孙岳旅的暗中配合，倒戈部队基本上没费什么功夫即占领了北京全城。10月23日，总统府卫队及曹士杰旅均被解除武装，并由冯玉祥、胡景翼、孙岳等联名发出主和通电。
10月24日，冯玉祥对已成光杆司令的曹锟提出了三个条件：第一，下令停战；第二，免去吴佩孚本兼各职；第三，自动退位。曹锟身在人家屋檐下，没有任何可以谈判的条件，只得一一照办。不过此时曹锟心里面还存着一线指望，那就是正在前线的吴佩孚回京救驾。
吴佩孚在知道北京政变的消息后果然决定回京救驾，他把前线作战任务交给张福来主持，自己率领直军的精锐第三师、第二十六师各一部约万人乘车回救北京。关于回京这一举动，当时直军中反对的比较多，认为冯玉祥既然倒戈了，那一定会在回京的路上部下重兵，倘若不胜，那就要面临灭顶之灾。因此有人建议倒不如保存实力，将部队撤退到津浦路，控制住这条线，以与南边的豫、苏、浙各省直系势力靠拢，转入进可以攻，退可以守的有利形势。应该说，这条建议非常有价值，当时南方的苏浙战争刚刚以直系的全面胜利而结束，各军士气正旺，如果吴佩孚采纳了此条建议，完全可以东山再起。
关于南方的苏浙战争，作为第二次直奉大战的诱因，它先于第二次直奉大战爆发，也先于第二次直奉大战结束，这里简单地介绍一下它的过程。1924年9月3日，直系江苏督军齐燮元率5个师另5个旅近4万人，分两路向皖系卢永祥军占据的淞沪地区进攻：主力3个师另5个旅，沿沪宁铁路两侧钳击淞沪；另两个师守溧阳、宜兴，相机进攻长兴。9月7日，卢永祥命令第二军乘齐军主力进攻淞沪之机，向宜兴发起攻击，占领宜兴以南之蜀山、湖傌等地。齐燮元从淞沪前线调兵回援，卢军进攻受挫，两军形成对峙。吴佩孚急令鄂、豫、鲁等地调兵援齐，又令福建督军孙传芳率闽、赣联军2万余人，于9月中旬由闽攻浙。防守仙霞岭的卢军一部倒戈，孙部直入江山、衢县(今衢州)。卢见大势已去，于9月18日离开浙江赴沪，并令第二、第三军大部撤至淞沪地区固守。9月下旬，齐与各路援军全力进攻淞沪，至10月13日先后占领青浦、嘉定等地。卢永祥被迫出走日本，所部被直系收编。10月14日，齐军进占上海，战争结束。
苏浙战争在第二次直奉战争进行到三分之二的时候就已经结束了，当时直奉双方正处于互有进退、势均力敌的胶着状态。因此苏浙战争中直系的全面胜利对于鼓舞直军的士气是很有帮助作用的，也意味着吴佩孚有充足的援兵可调。战争的天平那时从总体上是倾向于吴佩孚的，即使10月23日冯玉祥发动了北京政变，只要吴佩孚应对得当，采取上文所说的退保津浦线，与豫、鲁、苏等地联成一体的防御方针，由于直军没有遭到大的损失，那么它就仍然是当时国内最大的军事势力，完全有能力也有机会卷土重来。可惜吴佩孚当时没有这么做，而是选择了一条明知山有虎，偏向虎山行的道路。不明白吴佩孚为什么要这样，以他的军事才干，应当明白何种军事战略对他最为有利。据说是因为吴佩孚极其忠义，一定要回援曹锟，体现自己的忠心不二；又有人说吴佩孚过于自大，瞧不起冯玉祥，一向没把冯玉祥放在眼里。不管哪种说法，我都认为是有一定道理的，原因就在于秀才吴佩孚的书生个性——不离不弃，宁折不弯，这两条就已经决定了吴佩孚必然回师北京。
10月26日，吴佩孚到达天津，将他带来的部队开往杨村布防，对冯军采取守势。同时急电苏、浙、鄂、豫等省部队来援，要求齐燮元、孙传芳的部队由津浦路北上，萧耀南、李济臣的部队由京汉路北上，两路再加上自己这一路，一共三路大军夹攻北京。如果计划得以落实，这仍然是一条不错的军事方案，即以山海关彭寿莘的前线部队挡住奉军，彭寿莘素来勇猛，守住防线十天半月应该没有问题；而萧耀南是自己的嫡系，孙传芳善于作战，加上自己三路围攻，兵力也占优，冯玉祥确实抵挡不住。但是这一方案最终也没有落实，原因是吴佩孚没有想到的一个人浮出了水面。这个人就是以前被他推翻的皖系首领段祺瑞，虽然无兵，但影响却非常大，他早就料到了吴佩孚可能会有这一手，因此在吴佩孚回师之前就派人做通了山东督军郑士琦和山西督军阎锡山的工作。山东郑士琦于11月1日宣布中立，出兵沧州、马厂，并炸毁韩庄的铁路桥，使津浦线暂时不能通车；山西阎锡山也出兵石家庄，截断京汉路的交通，使京汉线无法增援。
上述情况还不是最要命的，最要命的是滦州的失守。这滦州是直军山海关军队的后方大动脉，滦州失守就等于切断了山海关和天津之间的交通线，堵住了直军的归路。前文已经讲过，冯玉祥安排胡景翼部来攻占滦州，但滦州何等重要，仅凭胡景翼部是无法实现这一目标的。但是没关系，胡景翼部已经不是胡景翼部了，它还包括奉军的张宗昌部和李景林部。我们前面已经说过，直军的第二路是以王怀庆为总司令，米振标为副总司令的，其下属军队就包括胡景翼师，这胡景翼一撤，加上米振标暗通冯玉祥，热河防线顿时就出现了大漏洞，基本上张宗昌和李景林部没费多少功夫就随着胡景翼一路南下，三路大军在直军后方搅了个天翻地覆，10月28日，张宗昌部占领滦州，正在山海关前线作战的直军顿时军心焕散，土崩瓦解；31日，奉军占领了山海关和秦皇岛。归路已被切断的直军退无可退，十几万人全被奉军解除武装，缴获的枪支弹药堆积如山。至此，吴佩孚就是再有通天本领也无力回天了。
十几万直军被歼，大大鼓舞了冯玉祥军队的士气，从10月31日到11月2日，冯军面对吴佩孚带到杨村的一万多精锐部队，以优势兵力不间断地进攻，逐步占领了杨村和北仓，吴的司令部被迫移到军粮城。这时奉军张宗昌部又倒过头来与冯军一起对吴佩孚形成东西夹击之势。11月2日晚，穷途末路的吴佩孚被迫乘军舰由塘沽逃离，自此直军主力悉数被歼，直系也从权力高峰一下跌了下来，从此一蹶不振。这场战争实现了南方革命势力孙中山先生所主张的各个击破方针，为后来国民革命军举兵北伐创造了条件。
这里还要提一提1924年9月份孙中山的北伐，孙中山为配合张作霖而出兵江西、湖南，以牵制直系孙传芳部和萧耀南部，但吴佩孚策动广州商团联合陈炯明部叛乱，为巩固大后方，孙中山北伐军只能紧急调回平叛，故未对第二次直奉战争产生任何影响。