自从张作霖统一了东三省之后，张作霖便成为了日本人的眼中钉。

武昌起义的枪声响起时，阎锡山率众发动太原起义，成功后被公推为山西都督，开始执掌山西近半个世纪，而唐继尧领导上海起义设立军政分府称吴淞都督，率滇军占领贵阳被推为贵州都督，后接替蔡锷担任云南都督兼云南民政长，成为西南地区最强势力。

此时起义的浪潮也席卷东北，张作霖依旧率领部下镇守在偏僻的洮南，但却把亲信张景惠、张作相等人送至奉天陆军讲武堂，密切关注局势的变化，当得知总督赵尔巽重设巡防营镇压革命党，立即开拔直奔省城奉天。

赵尔巽算张作霖的老上司，对张作霖的能力还是信得过，加上张作霖剥心表忠的话语，令赵尔巽将奉天巡防营职权交付，并委任其为中路巡防营统领，共统领15个营的兵马，需要记住的是直到此时，张作霖才与后路巡防营统领吴俊升品级相等。

驻防省城奉天，张作霖得以结识更多的实权人物，从政治、军事、经济等各方面补充张作霖的短板；更容易获得中央政府的财政支持，快速的提高武器装备水平；甚至再度取得与日本的联系，但显然此时的日本人没看到张作霖的潜力。

张作霖协助赵尔巽清查革命党，实行严酷的镇压，但清朝最终以溥仪逊位结束，赵尔巽虽被北洋政府任命继续担任奉天督军，但赵尔巽心灰意冷坚辞不受，宁愿回乡著书立传，不愿为民国政府效力，1915年由袁世凯的亲信段芝贵，任奉天将军兼署巡按使。

袁世凯称帝，导致以蔡锷为首的护国军爆发起义，袁世凯遂恢复共和，张作霖趁机令义兄冯德麟率兵洗劫段芝贵，并欲爆发更大冲突以至威胁到段芝贵，段芝贵虽名为奉天最高长官，但远调而来没有军权，在张作霖的劝慰下，辞去奉天将军的职位。

因段芝贵向袁世凯告状，所以1916年，北洋政府封张作霖“奉天督军兼奉天巡按使”，而冯德麟仅为军务帮办，冯德麟知道被张作霖算计强烈不满，双方各自拉拢帮手准备决战，关键时刻掌握重兵的吴俊升表态拥护张作霖，冯德麟被迫从事实业。

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