在民国军阀混战时期，奉系军阀的地盘大小不断的发生变动，兵力多少也在不断的发生变化。
奉系军阀实力最强的时期是在第二次直奉战争结束后，在第二次直奉战争结束后，奉系军阀取代直系军阀控制了北洋政府，占领了北方地区和东南沿海地区的八个省。（包括热河）张作霖直接统率的军队人数达到35万人，再加上依附于张作霖的其他小军阀的军队，张作霖的总兵力不下于40万人。
不过这种情况并没有持续太久，在第二次直奉战争结束后，张作霖和孙传芳之间爆发了浙奉战争。浙奉战争以孙传芳的胜利告终，张作霖在前线损失了大量的精锐部队，丢失了安徽和江苏两个省，实力大大衰退。
浙奉战争结束半个月后，奉系悍将郭松龄带领7万精兵发动叛乱。郭松龄叛乱前期，张作霖的军队节节败退，丢失了除山东以外的大部分关内地盘。张作霖在一败涂地的情况下，只能许诺给日本人诸多特权，以换取日本人的支持。
最终张作霖击败了郭松龄叛军，收回了被冯玉祥和郭松龄占领的关内地盘。郭松龄叛乱平定后，奉军的精锐力量损失殆尽，张作霖手中能够直接调动的兵力大约还有不到30万人。
张作霖平定郭松龄叛乱后，奉军的地盘基本稳定，占据了包括东北三省、热河、山东、直隶在内的6个省，拥有兵力约30余万，仍然是当时全国实力最强的军阀。之后张作霖又联合吴佩孚和阎锡山击败了冯玉祥，成为了北洋军阀的实际领袖。
国民革命军誓师北伐后，吴佩孚和孙传芳先后被北伐军击败，冯玉祥和阎锡山都投靠到了北伐军的旗下。张作霖在张宗昌和孙传芳等人的拥戴就任安国军总司令，安国军除了张作霖的部队外，还包括孙传芳和张宗昌的部队，总兵力共有40万人，其中大约有30万是张作霖的嫡系。
这一期间张作霖的部队同北伐军进行过短暂的交手，张宗昌率领奉系直鲁联军前往江浙地区帮助孙传芳作战，结果张宗昌的直鲁联军被北伐军打得丢盔卸甲，一路北逃回到了山东。
1927年因为北伐军内部发生了矛盾，张作霖获得了短暂的喘息之机，到了1928年蒋介石联合李宗仁、冯玉祥、阎锡山，共同出兵进行二次北伐。
二次北伐时期，北伐军的规模达到了70多万人，张作霖手中的部队只有不到40万，根本没有任何战胜北伐军的希望。因为张作霖在平定郭松龄叛乱时期答应了日本人一些条件，日本人便趁着二次北伐要挟张作霖兑现之前的承诺。张作霖不愿出卖民族利益，恼羞成怒的日本人将张作霖炸死在皇姑屯，奉军的势力退回了东北。
张学良东北易帜的时候，东北军总人数仍然高达30万人，后来张学良参与中原大战，奉军兵力再次达到40万。九一八事变爆发后，东北军退到了关内，经过几次裁军削弱，在西安事变爆发前，东北军的人数还剩下十五六万人。西安事变爆发后，张学良被蒋介石扣押，东北军被蒋介石肢解改编，不再是一个独立的军阀武装。
在北伐战争前，东北军是全国最强大的军阀力量，控制了华北和东北的大部分土地，实力一度非常强盛。然而在张学良被扣押后，东北军陷入了群龙无首的困境，没能在抗战时期大放异彩。