自楊宇霆受徐樹錚私自招兵案而失寵被貶，張作霖先提升張作相為奉軍參謀長。張作相出身草莽，不諳軍事，辦事多不稱張作霖之意，張作霖只好讓他接替孫烈臣，轉任第二十七師師長。
張作相之後一度出任奉軍參謀長職務的是一個叫秦華的人。秦華也曾留學日本，但論能力亦遠不及楊宇霆，張學良的印象是「我父親不喜歡他，這個人無用」。幾任參謀長對比下來，張作霖認識到還是楊宇霆最為稱職，他常對左右說：「你們辦事都趕不上鄰葛（楊宇霆字鄰葛）。」
眼見得大戰將起，身邊不能沒有一個善於出謀劃策之人，張作霖終於回心轉意，讓人發電召還楊宇霆回奉。楊宇霆回奉後即被任命為東三省巡閱使署總參議，輔佐張作霖主管軍務。
在討論是否要對直開戰的軍事會議上，眾將意見紛紜，張景惠、張作相乃至楊宇霆都不主張打。二張是粗人，實際講不出什麼道道，翻來覆去說的，不過是奉軍力量尚不能控制北京全局，不如仍捧曹錕為首，大家依舊相安無事這些，與奉系實際所必須面對的局面相去甚遠。楊宇霆則瞭解問題的實質在哪裡，在他看來，如今的奉軍雖然數量更多，盤子更大，但素質和軍紀方面相比他在任時卻下降很快，幾乎又被打回到了原形。
楊宇霆的隱憂在張作霖的日籍幕僚那裡得到了部分驗證。張作霖原來一共有兩個日本軍事顧問，一為町野，一為菊池。菊池離職時，日本參謀本部本擬以土肥原賢二接替。町野預先得知了這一內部消息，他就對時任參謀長秦華說：「土肥原做事十分跋扈，把這種人置諸左右，實難放心，請把此事轉達張作霖。」
町野雖是個日本人，本身也負有日本政府所給予的秘密使命，但他擁張是真心的，站在一個幕僚的角度，亦有與張「共生死，取天下」的意願。用他的話來說，他與張作霖一直是「形影相隨，張作霖危險時，我一定跟他在一起」。
同樣，張作霖對町野也很信任。町野曾經自得地說過：「張作霖一做決定，就是他兒子張學良和參謀長楊宇霆勸他，他也不聽，而只肯聽我的話。因此，當張作霖束手無策時，不管楊宇霆還是張學良都來找我。」
聽町野這麼一說，張作霖立刻明白土肥原不是什麼好貨色，於是就對日方提出要「退貨」。日方問他究竟要誰，張作霖點了鈴木美通，因鈴木另有任用，抽不出來，日方便將本莊繁派了過來。
本莊繁參加過日俄戰爭和西伯利亞干涉，又曾在日本陸軍大學任兵法教官，在軍事理論和實踐上都有一手。他到奉天的時間並不長，但已經看出了奉軍訓練不足的弱點。當張作霖徵詢他的意見時，他直言不諱：「以此種訓練惡劣的軍隊與直隸軍（即直軍）作戰是無把握的，應當自重行事。」
張作霖雖然也清楚自己部隊的不足，可是並沒有想得有多麼嚴重，相對而言，他更傾向於聽取町野的意見。町野是日本人中最堅決的擁張派，他經常對張作霖說：「只要你生存一天，我一定賣命做你的顧問一天。」有一次，張作霖對他說：「你歸化中國好了，你歸化了，我就給你做督軍。」町野：「不要，如果你做了皇帝，要把滿洲給我，那還差不多……」
雖然都是半開玩笑，但町野確實很早就與張作霖「相約取天下」，對入關爭霸有著濃厚的興趣，他自然贊成入關作戰。見町野主戰，張作霖便不顧大多數人的反對，決計與直軍一戰。
奉天軍事會議的最終決策儘管屬於內部最高機密，但外界也漸漸有所知曉。當時吳景濂在非常國會擔任眾議院議長，他的母親去世了，與吳景濂接近的朋友同僚紛紛赴東北進行弔唁。喪禮結束，客人們陸續返回關內，他們帶回的消息是，張作霖正重禮優待西南專使伍朝樞，並已約定孫中山由湘贛進兵北伐，擬南北夾擊直系。
吳佩孚見張作霖如此蓄謀，料知戰爭已不可避免，趕緊預作準備。他首先想方設法破除「反三直聯盟」：與陳炯明取得聯絡，雙方訂立了統一南北同盟，同時扶持貴州、雲南的地方諸侯，以牽制孫中山的北伐；取得駐於上海的北洋海軍的支持，使得屬於皖系的浙江督軍盧永祥不敢輕舉妄動。
接著轉往北方。河南督軍趙倜心有異志，本準備做奉軍內應，吳佩孚察知這一情況後，一邊明言會永久維持趙倜的地盤，一邊把趙倜的弟弟趙傑列入前線作戰行列，讓趙倜即便想「造反」也得有所忌憚。