对郭松龄起兵，张作霖也是万万没有想到。张作霖始终把郭松龄看作是辅佐儿子张学良的人物，郭松龄的快速升迁与张学良有着很大的关系，更与张作霖的寄予厚望有着直接的关系。第二次直奉战争之后，张作霖论功行赏，将山东督军给了张宗昌，江苏督军给了杨宇霆，安徽督军给了姜登选，而贡献最大的郭松龄却什么位子也没得到。对此，张作霖的解释是:“将来我的位子就是小六子的，小六子掌了大权，你郭松龄还怕没有位子吗？”张作霖心里清楚，郭松龄与张学良共穿一条裤子都嫌肥，将来的东北就是张学良和郭松龄的。在张作霖心中，郭松龄就等同于张学良，所以，好武器、好装备都可着郭军来。可以说，奉军精锐当时几乎尽在郭松龄麾下。

　　郭松龄的突然造反让张作霖如闻惊雷，开始时，他还误以为张学良跟郭松龄一起反老子呢。弄清真相后，他一面指使杨宇霆辞职退隐大连，以去郭松龄起兵口实，一面派张学良直接与郭疏通。 24日，张学良向其父洒泪叩头而别，急赴秦皇岛，企望劝说郭松龄罢兵言和。26日，张学良在秦皇岛通过日人顾问仪峨与在滦州的郭松龄身边的日医守田福松电话联系，要求与郭面谈，遭郭松龄婉拒。27日，张学良给郭写了一封亲笔信，日医守田到昌黎将此信转呈郭松龄，信中写道:

　　茂宸兄钧鉴:

　　承兄厚意，拥良上台，隆谊足感。唯良对于朋友之义，尚不能背，安肯见利忘义，背叛乃父。故兄之所谓统驭三省，经营东北者，我兄自为犹可耳。良虽万死，不敢承命，致成千秋忤逆之名。君子爱人以德，我兄知我，必不以此相逼。兄举兵之心，弟所洞亮。果能即此停止军事，均可提出磋商，不难解决。至兄一切善后，弟当誓死负责，绝无危险……学良顿首。

　　信发出后，仍然没有回音。11月27日，张学良第二次派仪峨与守田接触，希望郭松龄先行停止军事行动，有什么要求尽可以磋商。郭松龄这次有了回复，提出下列停战条件:（1）山东归岳维竣；（2）直隶归冯玉祥；（3）热河归李景林；（4）郭回奉执政，统掌东北。

　　至此，郭松龄反奉之目的已然明朗，他要独自掌控东三省，以实现其改造东三省之目的。张学良感到劝说郭的工作完全失败，不再对其抱有幻想。于是，派飞机在郭军上空投撒传单，揭露郭松龄盗用自己名义倒戈反奉，谴责其忘恩负义。

　　郭军风雪渡海，势如破竹

　　11月28日，郭军攻占山海关。 11月30日，郭松龄将司令部移驻山海关，将部队更名为“东北国民军”，官兵一律佩带“不扰民、真爱民、誓死救国”的绿色标志。郭松龄不再盗用张学良的名义，以东北国民军总司令的名义发表通电，电告全国，随即率部队出关。张作霖也在11月30日正式发布讨伐令，命令张作相、张学良在连山一带迎战。

　　郭军出关后原计划攻取锦州，然后夺取奉天。不料李景林突然背盟，向冯玉祥的国民军开战，并扣押郭军在天津存放的钱款和6万套冬装，使郭军的给养发生困难，并威胁郭军的后路。为防备李景林从背后偷袭，郭松龄命令魏益三的第五军回守山海关，同时请求冯玉祥派兵援助。但冯玉祥犹豫不决，迟迟按兵不动。所以，郭军一开始就陷入无后方的境地，还要分兵对冯、李加以戒备。