軍閥混戰時期，奉系軍閥巔峰兵力達40萬，是中國北洋時代舊軍閥中實力最強大的一支，故而能控制住北方6省。

民國時期的軍閥，整體來看分為舊軍閥和新軍閥，分界線是孫中山建立黃埔軍校。舊軍閥中，又分為北方的北洋系及外圍（包括直系、皖系、奉系、復辟系、魯系、晉系等），以及南方軍閥（滇系、桂系、黔系、湘系等）。所有這些軍閥里面，張作霖的奉系是最強大的。

張作霖的奉系強大原因很多。首先是張作霖本身占據東北，屬于“金角銀邊”，山海關一守，敵人無法進入，可以獨霸這領土遼闊、資源豐富的區域。相對來說，關內其他軍閥往往是彼此征戰，很難有一塊完整的根據地，即使如滇軍等有完整根據地，其資源人口也完全沒法和東北相比。其次張作霖大多數時候勾結日本人，獲得了日本人的不少支持，包括其部將郭松齡發動反張戰爭時也是日軍助戰將其剿滅。

奉系軍閥兵力發展，有一個逐漸擴充過程。張作霖本是奉天巡防隊前路統領兼中路統領，1912年投靠袁世凱，成為第27師師長。1916年張作霖支持袁世凱稱帝，任奉天督軍兼省長，初步形成軍閥體系。1917年張作霖吞并第28師，增編第29師，從此形成3個師的兵力，約5萬人。

1918年張勛在段祺瑞支持下，截留北洋政府直系馮國璋向英國借款買的日本軍械，增編1個師和5個混成旅。9月張任東三省巡閱使后，徹底控制三省軍政大權，麾下軍隊包括奉天4個師+5個混成旅外，吉林5個混成旅，黑龍江3個混成旅、2個騎兵旅。總兵力4個師+15個旅，約10多萬人。

1920年張作霖參加直皖戰爭，幫助直軍擊敗皖軍，又增編2個混成旅，并開始建空軍。1921年張兼任蒙疆經略使，又增編8個混成旅。此時，奉軍總兵力達5個師另23個混成旅和3個騎兵旅，計20余萬人。這時候，張作霖的兵力已經遠遠凌駕于其他軍閥之上了。南方的滇系、桂系等，兵力不過幾萬人。直系的各省總兵力大約不亞于奉系，但是分布各省，而且和其他派系軍閥交織，不如奉系這樣可以調集大軍入境。

1922年，張作霖率領13萬大軍入關打第一次直奉戰爭，當時吳佩孚率領的直系軍隊只有7萬人。不過，吳佩孚軍事才能是超過張作霖的。奉軍被直軍擊敗。退回后整編軍隊為陸軍3個師、27個旅和5個騎兵旅，共約17萬人。又籌建海軍，加強空軍。兩年之后，奉軍總兵力已經達到近30萬。

1924年，張作霖再次率領大軍入關發動第二次直奉戰爭。由于這次其聯合了皖系段祺瑞和廣東孫中山，加上馮玉祥倒戈，終于內外夾攻擊潰了吳佩孚，奉系勢力擴展到河北、山東、江蘇、安徽等省。張作霖把持了北洋政權，達到人生權力的巔峰。

1925年5月，張作霖將陸軍整編為東北陸軍20個師另7個旅、2個騎兵旅、2個炮兵旅及工兵、輜重兵各1個團，10月編組為6個軍團。東北軍總兵力30多萬。不過在浙奉戰爭中，奉軍被直系孫傳芳擊敗。此后奉系最能打的郭松齡發動反對張作霖的戰爭，雖然被鎮壓下去，卻削弱了奉系的實力。

盡管如此，由于此時奉系地盤大，根子深，所以紙面上的軍力繼續不斷膨脹。空軍繼續擴張，轄5個航空隊。1926年1月，東北海軍又接管了渤海艦隊。實力大增。到孫中山北伐前夕，奉軍擁有30多萬大軍，飛機200多架，艦艇數十艘，是全國規模最大、裝備最齊全的一支軍事力量。

不過，奉系軍隊雖然數量多，裝備好，但戰斗力與其規模和裝備并不太匹配。第一次直奉戰爭擁有2倍兵力卻被吳佩孚擊敗，第二次直奉戰爭同樣是優勢兵力下無法突破吳佩孚的山海關防線，最后靠馮玉祥倒戈才入駐北京。浙奉戰爭也輸給了孫傳芳。所以，后來面對蔣介石黃埔軍和南方新軍閥組成的北伐軍，奉軍根本招架不住，很快一路敗出山海關，張作霖還被日本人炸死。

張作霖死后，其子張學良統帥的東北軍繼續維持30余萬人的規模，參加中原大戰，直到918被日本人占去老巢，曾經龐大威武的奉軍也就江河日下了。