直皖戰爭漫天風雲，擾攘中外，可是正式開火不過三天，連同首尾，只是五天而已。
民國9年7月14日晚，直皖雙方正式開火。直軍號稱討逆軍，分為兩路，吳佩孚為前敵總司令兼西路總指揮；薊榆鎮守使兼第四混成旅旅長曹鍈為東路總指揮；第一混成旅旅長王承斌駐鄭州為後路總指揮。西路是雙方主力軍的戰場，直軍在高碑店，皖軍在涿州、固安和淶水。
14日皖軍第一軍以十五師為先鋒，向直軍第三師進攻，直軍退出了高碑店。同日，東路皖軍由梁庄、北極廟一帶向楊村直軍進攻，直軍在鐵路橋邊架設大炮，雙方勝負未決。
16日天津開到日軍護路隊，強迫直軍退出鐵路線二英里以外，因此直軍防線打開了一道缺口，皖軍遂乘虛而入。直軍放棄楊村，退守北倉，京津鐵路因此不能通車。
從14日到16日，這三天戰爭中，一共打了兩仗，都是直軍敗北。
17日，戰爭情況起了變化，尤其是西戰場，吳佩孚退出了高碑店後，率領一部直軍繞出左翼在涿州、高碑店之間的松林店，進行突擊，這是皖軍前敵總部的所在地。總部內一切很平靜，曲同豐好整以暇地準備直搗保定，生擒曹吳，以立不朽的大功。不料槍聲突起，敵軍已經掩入。傳說吳佩孚輕騎率領精兵衝進曲的司令部，曲吳本有師生淵源，原來曲同豐曾在武備學堂當過教習，而吳佩孚則在武備學堂受過訓練，因此應該是師生，吳見到曲還行了一個軍禮，接著便請這位「老師俘虜」上車去保定。
由於曲同豐和司令部的全體高級將領全數被俘，第十五師劉詢所部和邊防軍第三師陳文運所部，便像山倒堤崩一樣從高碑店敗退下來，當天直軍就佔領涿州，並向長辛店追擊前進。第十五師原屬直軍，是馮國璋的衛隊，因為馮死後這支軍隊一直在段範圍內，所以被迫前來作戰，現在情況發生了變化，因此該師第二十九旅旅長張國溶，第三十旅長齊寶善率領一部分士兵向吳佩孚投降。另一部分退到北京，段急忙下令關閉城門，不許他們進城。
東戰場方面的變化，自然是因為奉軍助戰，聯合直軍，夾擊皖軍。17日，徐樹錚在廊房聽到西線皖軍戰敗，乃匆匆趕返北京，他所指揮的邊防軍遂在沒有統帥指揮的情形下，不戰而投降直軍。
17日，天津領事團派出美、英、法、日四國護路軍，率同工程人員修復楊村鐵路，京津火車遂恢複通車。
同一天，吳佩孚向曹錕致電報捷，略稱：
「現邊軍第一師曲同豐師長因傷亡過多，有傷人道，派副官吳敬珉同天主教李司鐸前來，請求休戰，已派隨辦營務匯春芝接洽。十五師齊旅長忱安，張旅長拱宸亦派執事官持函前來，謂該師原與直軍一致，因在積威下有不得已苦衷，願以全師來歸。師長即函請齊親來松林店面定辦法，現雙方正面炮火已熄，仍令前線嚴防。又接前方電話報告，陳文運全師，已被我軍右翼蕭、彭兩旅擊散，其曲同豐一旅願繳械投誠。十五師完全歸順我軍，第六旅明早可到琉璃河，奉軍郭旅長現駐涿州東門外，明早進城，師長亦明日到涿。」
7月18日皖軍主帥之一的曲同豐押抵保定，在曹錕的迎賓館「光園」正式行獻刀典禮。曹錕自稱敬慕明將戚繼光的為人，所以把這座接待外賓的招待所冠以「光園」之名。
曲同豐是山東人，和吳佩孚同鄉，和曹錕亦是熟人，這次相見，一為座上主，一為階下囚。可是曲同豐頗識時務，他表示是自願投降的，所以樂意讓舊友舉行「受降禮」。曹錕在大廳中站立，曲同豐由直軍將領陪同，全副戎裝，步履鏗鏘，進入大廳，後面還有其他被俘的軍官，曲首先由腰間解下軍刀，雙手捧獻曹錕，並且朗聲說：「鄙人今天願意向貴經略使投降，特將軍刀獻上，宣誓決不與貴軍為敵。」曹錕雙手接刀後，又將軍刀發還，用和悅的音調對面前的降將說：「本使今天願意接受貴司令投降，貴司令作戰勇敢，本使深為敬佩，特將軍刀發還，仍請佩帶。本使當按照優待俘虜條例，予貴司令以最優待遇。」受降禮完成後，兩人握手敘舊，歡若平生。
曹錕受降後，即發出通電云：
「為通告事，昨段軍曲同豐等現已解到保定，見面時曲等將軍刀自行除下，雙手捧向錕云：鄙人等今願在貴使麾下投降。並宣誓云：彼等俘虜期間，對於本軍之宗旨決不有所違背之舉動。由錕將刀雙手接受，並云：本使茲承受執事之投降，閣下等勇敢可欽，仍舉軍刀給還佩帶，並得享受軍事慣例待遇俘虜之自由，除少數畏怯軍人及有污軍人資格者外，其餘均按級受本軍優待云云。此種軍人俘虜，將來當歸正式法庭審理。除飭前方軍隊查照此種待遇俘虜軍例外，並嚴令全軍勿得因段祺瑞近有懸賞謀取錕等性命，致生報復之念，而違背軍人在戰爭外應保持人道之主旨，此令。」
曲同豐在保定獻刀後，即發出通電，勸告邊防軍棄暗投明，共起討「賊」。段祺瑞在北京獲悉曲同豐這一幕丟臉的投降獻刀戲以及通電討段後，已經是大勢全去，氣也來不及了。
段芝貴以火車為司令部，在戰爭期間竟打麻將，身為主帥，如此兒戲，難怪皖軍不堪一擊了。小段是北洋時代出名好打麻將的，當時北洋好此道的有梁士詒、段芝貴、王克敏、孫慕韓、潘復、張弧等，尤其是梁、段、王、孫幾乎每晚必聚，常賭到天亮。梁士詒大小不拘，常在牌桌上看公事。
小段在牌桌上指揮直皖戰爭，敗訊傳來，牌局未終而大呼開火車逃走，後來在北京傳為笑談，列為直皖戰爭野史中一段佳話。
可憐的段祺瑞用了段芝貴和曲同豐兩員大將，如何不敗。
段芝貴兵敗逃回北京，在當時上海報紙上的通訊，傳為笑談，特抄錄數段如下：
定國軍總司令段芝貴，在前敵督戰，其辦公處設在火車上。車前懸一木牌，大書「總司令處」四字，辦事者至有百餘人之多。車中除軍用品外，有煙槍煙盤十四副，嗬嗬水數百打，麻雀牌七副，大菜司務二十四人。迨前鋒與直軍交觸，戰事小挫，眾隨員知必無幸，勸小段早為之所，小段曰：「我誓與定國軍同生死，諸位怕死，竟請返京可耳。」眾以其言壯，皆無辭而退。十三號有直軍一營來詐降，小段益自詡。至夜半，降軍襲擊總司令部，小段自車上墮地暈去。為一車站站長藏過。破曉，詐降軍退去，站長始送之回司令部。從者群起詢問，小段曰：「此何足怪，君子可欺以其方，無傷也。」即至車內檢查鴉片，卧而吸之。眾以其能鎮定，頗倚賴之。至次夜，忽聞西北有槍聲，隨員皆至司令卧室請示。小段已不知去向，旋得探報，知是本軍放哨，眾心雖安，乃以總司令失蹤，四處搜查，擾攘一夜，至次晨，始得之於鄉農家柴堆內。於是群皆匿笑，而總司令之威望掃地矣。迨前敵十五師戰敗，向後退回，小段誤為直軍，急命第一師擊之，及知誤會，十五師將士以同類相殘，怒不可遏。繼見總司令之火車，車頭已向北，知將預備逃亡，遂以機關槍射擊，而小段急令火車添掛龍頭，逃回京中。沿路兵士數百人，攔住去路，擬向小段訴說第一師從後擊射，自相殘殺之事，乃小段不問死活，只令開車，以致軋死多人。迨抵京寓，家人聚詢，只以手摸頭，連呼好險好險，別無他語。後聞車站站長藏段事發，被直軍槍斃。小段向空叩頭，痛哭流涕，謂為救命恩人，兼延僧道在家，為之超度。忽通緝禍首令下，復狼狽逃入東交民巷，而僧道道場，亦半途而止，此亦定國軍將士中之滑稽史也。
段芝貴以定國軍之頭銜，前敵一敗，狼狽回京，遽通電辭職。其電稿措辭雖不甚佳，而駢四儷六，亦頗通順，說者謂其倉皇逃亡之際，竟能搜索枯腹，作此儷語，亦一異事，不知此中實有最趣之談料也。先是小段有西席某甲，一老學究也，皖直未決裂之前，小段躍躍欲試，主戰甚力，某甲力勸之，不聽。及被任為定國軍總司令，欲作一宣言書，用告將士，命甲起草，書中多忠君愛國語，小段以其不合時務，棄之不用，另請他人代撰。甲雖頭腦冬烘，固以文豪自命者，頗不悅。冷語謂段曰：「吾文雖不佳，原備有二稿，今居停閱其一，即匆匆請他人捉刀，吾第二稿固無容再呈居停指正，留為將來備用可也。」小段以其迂，亦不理會。及小段由前敵逃回京師，風聲鶴唳，草木皆兵，急擬通電辭總司令職，冀減罪戾。倩人覓向所撰宣言書者，已先逃矣。不得已仍央甲為之，甲即於袖中出電稿曰：「吾前言有第二稿，固早已備矣。」小段閱之，稿系四六，措辭頗得體，繼念甲料已必敗，反有譏諷之意，撕其稿，怒而擲諸地。甲冷笑而出，未至中庭，小段親自追之曰：「我固知君良厚，特滑稽耳。吾亦不芥蒂，請君再照原稿錄出，吾當不易一字。」於是遂將西席所擬之稿拍發，故其措辭甚從容雲。
現在特抄錄兩位當時親歷其事的人物的筆記。一是張一麐的直皖《秘史》：
「直皖兩軍之戰區，分東西兩路，東路在京奉鐵路沿線；西路在京漢鐵路沿線。皖軍東路的指揮為徐樹錚，西路指揮為段芝貴。直軍則派吳佩孚為