1925年12月1日，李景林在天津召开军事会议并议决抵抗国民军的进攻。2日，他释放了被郭松龄拘禁解津的师旅长，让他们由海上回奉天，并宣布与张宗昌组织“直鲁联军”。他任总司令，张任副总司令，并在“就职通电”中宣称“职在守土，倘有扰害直隶和平者，惟率健儿保卫疆土”12月4日，李景林又发讨冯通电，对冯玉祥大肆进行人身攻击，称其“利用宗教”，“愚弄部下”；“扰乱陕甘直鲁”；“利用****邪说，以破坏纲常名教之大防”；“是世界之公敌”；表示要“率我十万健儿，声罪致讨……”，“惟冯贼玉祥一人是讨”。次日，他又通电声明不再承认北京段政府的一切命令。李景林发放了以前所抄没的在津直系要人的财产，取消了对齐燮元的通缉令。与此同时，他却查抄了郭松龄部（此时为东北国民军）在天津的办事处，逮捕了其驻津代表，并报告张作霖，称其已准备立即行动，请速出大军反攻；致电张宗昌，请调德州驻军向北增援；致电阚朝玺，促其死守冷口，以阻国民军增援。此外，他还扣留了郭部在津购置的棉军衣等军需品。李景林将所部4个师，14个混成旅，约6。7万兵力重新进行了部署，将五分之二兵力置在北仓、汉沟、韩家墅、王庆坨、军粮城一线，由马瑞云指挥，以防御国民军一军；以三分之一兵力放在良王庄、静海、马厂间，由李爽恺统领，以抗击国民军二、三两军；并在杨村以南构筑了坚固的军事工事。李景林态度的突然逆变，对郭松龄反奉及国奉两系力量的对比都发生了重大影响。
国民军与李景林决裂后，冯玉祥委张之江为攻津第一路司令，郑金声为副司令，率四个师、一个骑兵军团进攻天津北路。国民军二军邓宝珊为第二路司令，国民军三军徐永昌为副司令，率部从津南发起进攻。
此时，一军宋哲元部已进逼到承德。12月4日，段祺瑞下令免热河都统阚朝玺职，以宋哲元继任。12月5日，国民军占领承德。7日，宋哲元在承德就任热河都统，旋率部南下，参加攻津战役。12月8日，冯玉祥发讨伐李景林通电。同日，李景林正式向国民军宣战，并亲自到马厂去督战。
12月9日，张之江分兵三路攻津北之杨村、北仓、王庆坨。李景林军在北线防守的兵力有十三个团，凭借坚沟固垒，拼命抵抗。张之江低估了李部的抵抗能力，仅投入了一个师三个旅的兵力进攻，且分散使用，故多次冲锋均未得手，葛金章、过之纲二旅损失惨重。冯玉祥在电话中得知前线战况激烈，官兵多有伤亡时，在电话上痛哭数分钟不止。
12月7日，国民军二、三军在南线也发起攻击。邓宝珊率其部第七师，史可轩第二师一旅、并高桂滋一个团，在津浦线以东向北进攻。国民军三军徐永昌率其师会同袁廷杰、庞炳勋二旅沿津浦线以西向北进击。但是，李景林军右翼依托文安涯，左翼依托马厂減河抵抗，凭所筑坚固工事，将二、三军的进攻阻截。国民军二、三军各部战斗力弱，又缺乏配合，一时攻不破李军防线。邓宝珊在督战马厂土围子时受伤，各部伤亡也较为严重。
12月10日，国民军一军在猛烈的炮火掩护下，攻占了杨村，但仍没能突破李军北部防线，且付出重大伤亡。李景林军退守北仓。冯玉祥命令李鸣钟率刘玉山、佟麟阁、石敬亭各旅及孙连仲骑兵一师，从北京丰台急赴津北，投入战斗。
12月11日，国民军一军唐之道部攻占唐山、芦台，从东部进逼天津。同日，邓宝珊部攻占马厂。但是，双方仍在北线展开拉锯战。12日，国民军一军发动总攻击。李景林军依仗沟垒深固，拼死顽抗。一军攻势仍没有进展。外国人评论说，这是民国建立以来最激烈的战斗之一。
国民军对天津的进攻，遭到了帝国主义国家的干涉。12月9日，驻京荷兰公使欧登科以各国首席公使的名义，照会北京临时政府外交部，以进兵天津及驻兵违反辛丑条约为由，请特别注意。与此同时，驻天津各国领事团也组织了“联军”分布在华租交界。
12月12日，京津之间国际列车因战事停运。为此，外交使团又向北京临时政府提出抗议；12月20日，再次向外交部严重抗议，并限24小时答复。这实际上是迫使段政府出面制止国民军对天津的进攻。与此同时，公使团还直接对国民军施加压力，要其收束战争。12月22日，日本内阁举行紧急会议，决定“增兵”天津，以示对中国“严重警告”。帝国主义袒护李景林的倾向非常明显。
段祺瑞政府对此表示，“要饬地方长官保护国际列车通行及遵守《辛丑条约》。
为了迅速攻占天津，冯玉祥又急调热河都统宋哲元率部增援，使进攻的兵力达到10个混成旅，2个骑兵师及1个预备师。12月19日，他电责张之江至今未能取胜。张之江邀请苏联顾问参与，重新制定了作战计划，并于12月22日晨发动了总进攻。国民军在张贵庄五公里的正面地段，集中使用了三个师的炮兵轰击敌人阵地，然后，第四、第五步兵旅冲进突破口并加以扩大，第十一师也随之攻入。李鸣钟率十四混成旅由杨村向汉沟前进。宋哲元率三个混成旅由梅厂向王庆坨进攻。孙连仲率三个混成旅进攻韩家墅、杨柳青。唐之道部连克塘沽、新河、军粮城。与此同时，国民军二军从南路助攻杨柳青。国民军三军击败李军荣瑧部占领独流、静海。李景林向张宗昌求援，张派程国瑞、徐泉源部北上增援，但行至青县被国民军二军所阻。李景林军退守北仓后，拆毁铁路，使国民军铁甲车不能前进。是日，宋哲元部占领西堤头。李景林军尹立泰之第三混成旅退守宜兴埠。此时，国民军已从三面将天津包围。李景林亲自到穆家庄督战，指挥所部四次反扑，曾一度夺回北仓。下午，国民军李鸣钟部复克北仓。李景林军退守魏家庄。23日，李军全线动摇。李景林微服视察，见其士兵向天津西站溃退，知大势已去，乃下令放弃抵抗，并于下午逃入英租界。24日，李景林部全线崩溃，除部分被缴械遣散外，其残部大部乘火车逃往山东。负责南线作战的国民军二军、三军，因急于与国民军一军抢占天津，对逃敌没有进行堵击，使其能从容败退。
国民军攻占天津之日，就是郭松龄在巨流河兵败身亡之时。
国民军攻津之战，是它与奉系军阀混战的主要战争之一。国民军攻占了直隶并夺得了天津出海口，在表面上看达到了其极盛时期，取得了战术的胜利。但是，就整体对敌战略而言，这是一场败仗。国民军结束了与奉系表面上的“合作”并与之公开决裂，但仅仅是把本来可以成为盟友的李景林变为敌人，且又没能将其全歼，并在某种意义上说导致了郭松龄的败亡。国民军反奉的结果，不仅没能改善其在华北的军事政治地位，反而使自己处在更加险恶的环境之中。国民军与李景林的战争加速了直、奉两系的和解，使自己在北方各派军政力量中间成为了孤家寡人。对此，国民军领导人不仅没有正确认识，反而接连在战略及战术上出现重大失误。
国民军在攻占天津之后，应当乘势全力进军山东。此时，张宗昌虽然击退了国民军二军的进攻，但其实力大损，且还没有与靳云鹗讲和。它很难抵挡国民军从北部的进攻。固然，国民军一军在该战中损失严重，急需休整；尤其是缺乏弹药，许多师每支步枪只剩下30发子弹，每门炮只有50发炮弹。但是，这不是主要原因。国民军领导人因争夺直隶地盘而引起了严重矛盾纠纷，直接影响了对敌战略。大多数一军将领及二、三军将领根本无追穷寇之意，最高统帅冯玉祥不仅也没有此决心与魄力，反而产生了消极情绪，又开始玩弄起政治权术，使国民军重新陷入被动局面，并最终导致了自己在华北的失败。
天津战役也暴露出国民军在军事上的许多严重问题。此前，冯玉祥所部一向以训练有素、战斗力强而闻名于世。但是，其在天津作战的表现却出乎人们的意料。它花费二十多天的时间，才以优势兵力将李景林部击溃，而自己也遭受重大损失。这使自己能战的声誉严重受损。实际上，冯玉祥所部从建军之日起，从未打过真正的硬仗。第十六混成旅在四川叙府与护****打过一仗；编为陆军第十一师后，参加过第一次直奉战争，但参与的战事规模不大，官兵并没有受过真正的战争考验。冯玉祥治军较严，其部训练刻苦，但方法及内容都很陈旧，官兵的战术水平不高。天津战役的总指挥张之江就更甭提了，他没有丝毫指挥近代战争的经验及才能，他能做到国民军一军的第二把交椅完全是凭资历和与冯玉祥的关系，难怪那些后起之秀不服他。张之江在战术实施上虽然投入重兵对敌发起进攻，但不是集中优势兵力突破一点，而是平分使用各部，全线发动攻击，结果是处处受阻。他不会使用炮兵，在炮击时让步兵在原地不动，认为敌人会逃跑；等炮击后才让步兵发起冲锋，从而坐失战机。国民军与中国其他旧军队一样，并没有进行大规模近代战争经历，更没有攻打过大城市，其武器装备不占有优势。这也是使战事延长，并付出重大代价的重要原因。
国民军一军攻打天津损失惨重。它没有公布过伤亡的数字。1925年12月29日，美国海军医疗队长查尔斯奥曼向上级写了一个国民军一军伤亡的报告，说冯、李之战打响后，大量伤员运抵北京协和医院，很快因人数过多，后来者只得送往南苑军营，仅三天就送来一千名伤员，后三天又送来一千五百名。报告据此推测，战场上伤亡人数一定很多。
天津战役损耗了国民军一军大量弹药。国民军由于经济困难，军火补给不足，其弹药一时很难补充。它虽然缴获了李景林部两万多支步枪，但仍弥补不了弹药的消耗。这严重影响了其战斗力。
天津战役是国民军成立后三个军首次联合作战。但是，国民军二、三军的表现更令人失望，做偏师都很勉强，且在关键时刻不顾大局，从而造成不能全歼残敌的重大失误。
从1925年12月24日算起，国民军占领天津仅三个月。
随着李景林的败退，国民军一、二、三军围绕着直督一职展开了激烈的争夺。
天津还未被国民军攻克之际，天津各团体曾派代表张士魁出城，欢迎张之江主直政。国民军占领天津后，各团体又接连致电段政府，请特任张之江任直督兼省长。此后，天津商会等九十一个团体又派代表雍剑秋到中州会馆与张之江晤谈，并举行了群众欢迎大会，一再对他表示拥戴。张之江也认为其部在攻打天津之役中出力及牺牲最大，自己又是直隶人，直督一职非己莫属。国民军其他将领也持此观点。
但是，冯玉祥却坚持将直督一职交给孙岳。
国民军正在进攻天津的时候，孙岳就两次派人面谒冯玉祥运动直督，并约二军为之说项，12月23日，他以国民军第三军办公室的名义发出《请直隶各机关职员各安职守函》，让其“务请台端明晓此意，各安厥职，静待后命，”俨然以直隶主政的身份自居。岳维峻怂恿三军弃陕，一是为了二军独占陕西，二是想与三军分得直隶，故也派代表去张家口，不断给冯玉祥施加压力。北京政变之后，冯玉祥曾向段祺瑞保荐孙岳为直隶督办，但由于奉系以优势兵力压迫，其职为李景林所夺。当时，冯迫于形势向奉方退让。但是三军人士为此而对冯玉祥产生了不满情绪。为了维护国民军三军的团结，也为实现以前对孙岳的许诺，冯玉祥对二、三军的要求“持退让主义”。为此，他曾给段祺瑞写信疏通，并于12月24日致电段，要他“速任孙岳为直隶督办兼省长”，此外，他又保荐二军邓宝珊为直隶帮办。同时，冯玉祥还决定由二、三军接防天津，一军部分回防。12月25日，段祺瑞依冯所请发表了对孙及邓的任命。此举招致张之江等人的强烈不满。他得知冯有将直督让给孙岳之意后，曾约李鸣钟、鹿钟麟等向冯玉祥建议，“须注意舆论、民意、民生三事”，表达了自己欲长直的想法。孙岳督直的任命发表后，国民军一军将领反映强烈，立即在津召开会议，决定由张之江、李鸣钟、鹿钟麟、宋哲元、熊斌等五人联名密电冯玉祥，称他们“对于直省之善后，暨中枢政事等均有意见，尤于将来之事，有具体主张”。这是异乎寻常的。冯玉祥在军中施行绝对的家长式统治，基本上是说一不二。国民军五将领的上述之举，无疑是对冯权威的挑战，这是出乎冯的意料之外的，对他有一定的刺激。12月27日，冯给五将领复“沁”电，表示对“承示三端，敬佩之至”后，宣布“先行下野”。1926年1月1日，他再发下野通电。
冯玉祥的突然引退有较复杂的政治背景。首先，他对郭松龄反奉失败精神准备不足，意识到自己已成为北洋各派众矢之的，故再一次玩弄权术，企图用以退为进的老办法来减轻各方对自己的注意与攻击，使部下重组直系大联盟以对抗奉系。再者，冯面对张之江等人的不满，在心灰意冷之余，决心给部下以颜色，向他们施加压力，以平息内部因直督问题而引起的矛盾斗争。所以，“沁”电有“近年国家纷扰，由于人人争权夺利，不可戢止，兹此兴彼仆，徒苦吾民”；“值竞争风尚未能转变之时，我以至诚无私之心，若大权独揽，何以服人”等语。其所称“人人争权夺利”与“竞争风尚”，可以认为是指北洋各系争雄，但也有批评部下争权夺利的意思。
当时就有舆论认为，此电“其中盖有物焉”。而物无疑是指国民军的内部矛盾。张之江等人的不满虽一时可以压服，但国民军裂痕已经产生。冯玉祥的下野之举是其在此关键时刻的重大失误。他从台前转到台后，不仅未能减轻各敌方对国民军的压力，所部反而因事权不一而陷入混乱。随着国民军处境的不断恶化，内部的矛盾开始进一步发展为代表不同政治倾向的派系斗争。
此外，冯玉祥的苦心并没有使国民军二、三军满意。岳维峻因邓宝珊没取得直隶省长一职而对冯有怨言。国民军三军对孙岳主持直隶军政，不仅毫不顾领冯玉祥之情，反而认为理所应得，认为是冯玉祥因占甘肃而心亏，不得已才将直隶让给自己。这也是冯玉祥顿生消极的原因。
1925年12月29日，孙岳在天津就任直督。他虽然在就职通电中表示，要在直隶“亟宜民权听民行使，首先完成正式国民会议，立根本之大法，树民治之先声……”但在实际上，却整日吸食鸦片，抱病在床。部下将领忙于争夺直隶政府的各个职缺，使军政一片荒废，对防御直鲁联军及奉军的反扑却毫不重视。第七旅旅长顾占鳌称母病辞旅长，指名要当盐务侦缉统领一职，所部交给耿纯瑕。耿嗜赌，天天与孙岳之弟孙禹安赌博。孙禹安原在肖耀南处任军法官，当国民军三军在西安时，他受吴佩孚之命来作代表。到保定后，孙岳委他作兵站总监，旋将公款数十万收入私囊。
孙岳内弟梁寿恺带一旅驻军大名，贪污军饷二十余万元。三军其他各部在此时则未领一文薪饷。直隶省政府除秘书长尚株守外，其余如军秘书长、参谋长多不办公。孙岳仅以第七混成旅一个团在塘沽防奉系，以二个旅与国民军二军弓富魁部在津浦线防直鲁联军。李景林率部沿津浦路反攻后，孙岳天天督责部下抗敌。部将都偷奸取巧，不肯出战。庞炳勋、门炳岳、耿纯瑕三个旅仅有一个团作战半天，然后就不见了踪影。刘廷森旅也不知去向。孙岳曾当面命令徐永昌指挥天津及小站以南的各部，但一直到其退出天津，徐也未接到此任命，故对各部指挥不动，以至战事连连失利，最终使天津失守。
本来，天津人民痛恨奉系李景林的统治，对国民军的进占持欢迎态度。天津国民党直隶省党部、直隶平民教育促进会、天津总工会等25个团体曾于1926年1月1日在南开大操场召开欢迎国民军大会。1925年12月25日，天津商会发布公告要“本埠商民人等一体知悉，目下时局既定，秩序恢复，并望各商一律照常开业，毋庸惊扰”同日，天津商会还发布国民军携带之西北银行钞票可在津一律流通。这虽然均是在国民军三军当局指令下发布的，但也在一定程度上表现了人民（商界）对国民军的态度。天津商会会长就专门发布了为国民军筹集捐款的启事。但是，国民军三军在天津根本无所作为，又迅速退出。国民军西北银行的钞票均变成废纸。这无疑给天津人民带来巨大损失，辜负了天津人民的厚望。
1926年初，中国共产党机关刊物《向导》曾发表文章认为，国民军之所以从华北败退，是由于其没有明确的政治主张，一、二、三军不能团结一致的结果。文章批评冯玉祥，说他政治保守消极，这无疑是正确的。此外，文章还指责他“始终只顾自己，没有顾及整个国民军……”，此论有失公允。冯玉祥在此之前基本能兼顾全局，在一些重大问题上维护了其他诸军的利益，而且在有些问题上做得过分了，以至造成了重大战略失误。
国民军攻占天津后，本应重新调整自己的战略，利用其海口的地位及雄厚的物资基础，全力固守直隶。但是，冯玉祥为了照顾与孙岳的情谊，把以重大代价夺得的华北第一大商埠，交给了腐败不堪的三军来治理，使之几近成为不设防的城市，并由此而引起了内部严重矛盾斗争，是国民军反奉战争失败的重要原因之一。