Khi xung đột bùng nổ tháng 7 năm 1920, Ngô Bội Phu là Tổng tư lệnh quân đội chống lại Hoãn hệ. Lúc đầu, chiến sự bất lợi cho Trực hệ khi họ bị quân Hoãn đẩy lùi trên tiền tuyến. Tuy nhiên, Ngô quyết định thực hiện một cuộc tấn công liều lĩnh ở mũi phía tây mặt trận khi đánh dọc sườn quân địch rồi tấn công thẳng vào tổng hành dinh địch. Đòn này thành công và Ngô dành thắng lợi lớn, bắt giữ nhiều sĩ quan trong tổng hành dinh địch. Sau đó, quân Hoãn tan rã trong một tuần và Đoàn Kỳ Thụy trốn vào tô giới Nhật ở Thiên Tân. Ngô Bội Phu được tán thưởng nhờ chiến thắng dễ dành đến bất ngờ này.

Sau cuộc chiến, hai phe Trực Phụng đồng ý thành lập chính quyền chung. Tuy nhiên, Trương Tác Lâm, thủ lĩnh Phụng hệ, bắt đầu bất đồng với lập trường chống Nhật mãnh liệt của Ngô Bội Phu, đe dọa thỏa ước mà Trương đạt được với Nhật về căn cứ Mãn Châu của ông ta. Ngô và Trương cũng tranh chấp nhau về vị trí Thủ tướng, mỗi bên cử một người. Liên minh Trực-Phụng nhanh chóng tan vỡ và chiến tranh là khó tránh khỏi.