第二次直奉战争后，吴佩孚命令冯玉祥率部赴热河迎击奉军。10月初，冯部在热河前线古北口与张作霖代表马炳南密谈合作反直办法，达成联合反直协议。双方约定：第一，推倒曹锟、吴佩孚后，奉军不得入关；第二。事成之后请孙中山北上主持大计。随后，奉军将进攻赤蜂的大部分兵力用于加强山海关一线，向吴佩孚的主力进攻，从而使直军在整个战局方面日益陷于不利地位。10月7日，奉军乘直军不备，抢攻突破直军关键阵地九门口，迫使吴佩孚亲率精锐增防山海关战场。10月19日，冯玉祥于滦平接到直系总参谋长张方严打来的急电，催促冯部迅速前进，电中有"大局转危为安，在此一举"之语。这时，冯军留守北京司令兼兵站总监蒋鸿遇亦电告冯玉祥："前方战事紧急，吴已将长辛店、丰台一带所驻之第三师悉数调往前方增援。"根据这些情况，冯认为反直时机已经成熟，遂召集张之江、鹿钟麟、李鸣钟、刘郁芬、刘骥、熊斌等举行紧急军事会议，决定回师北京，推倒曹、吴北京政权。
月21日行动开始。冯部由古北口昼夜兼程，并于23日凌晨2时许，在孙岳部配合下，一枪未放，迅速占据了北京城内城外各重要据点和交通要道、通讯机关；并派兵包围总统府，软禁了曹锟，接管了北京全城防务，发动了北京政变。至此，直系控制的中央政权迅速瓦解。当日，冯玉祥与胡景翼、孙岳、米振标等联名通电，主张停战言和，呼吁各方对一切政治善后问题"会商补救之方，共开更新之局"，并联合所属各军，"另组中华民国国民军；誓将为国为民效用"；并免去吴佩孚本兼各职。
月24日，冯玉祥在北苑召开紧急政治军事会议，胡景翼、孙岳、黄郛、王承斌、张之江、李鸣钟、鹿钟麟等各部高级将领、幕僚20余人出席了会议。会议首先讨论改革政治问题，一致认为孙中山是国民革命的领袖，决定立即电请孙中山北上主持国家大计。但会议又主张请段祺瑞入京维持局面；在孙、段人京前，由黄郛组织"摄政内阁"，行使大总统职权，处理政府有关事宜。在讨论军事问题时，会议决定正式组成"中华民国国民军"，暂编三个军，推冯玉祥为总司令兼第一军军长；胡景翼为副司令兼第二军军长；孙岳为副司令兼第三军军长。冯玉祥计划由孙中山主持政务、段祺瑞主持军事，为此，冯玉祥等在会后联名电请段祺瑞任国民军大元帅，以便联合反直同盟的关系。同日，国民军向全国颁布了"愿与邦人君子共同讨论"的《建国大纲》五条：第一，打破雇佣式体制，建设极清廉政府；第二，用人以贤能为准，取天下之公材，治天下之公务；第三，对内实行亲民政治，凡百设施，务求民稳；第四，对外讲信修睦，以人道正义为根基，扫除一切掠夺欺诈行为；第五，信赏必罚，财政公开。
在国民军的强大压力下，曹锟被迫于10月24日下令：（1）前敌停战；（2）撤销讨逆军正、副总司令等职衔；（3）免去吴佩孚本兼各职，改派为督办青海屯垦事宜。10月25日，吴佩孚通电否认曹锟的命令，并将前线军务交给张福来负责，自己率部回天津讨伐冯玉祥。同日，冯玉祥移驻城内，设国民军总司令部于旗檀寺，指挥讨吴事宜；令张之江等率部沿京奉线攻张庄；刘郁芬旅由北面绕攻杨村；命谷良友部迂回至北仓一带；胡景翼部并加派国民一军部队向天津东北地区进攻，以便围歼直军。又派孙岳长趋保定，解决曹世杰部，以阻其北上援吴，这就形成了张、冯联合攻吴的局面。10月28日，国民军胡景翼部和奉军占领滦州，驻山海关和秦皇岛的直军被围困，直军张福来、靳云鹗部除搭乘轮船从秦皇岛运出万余人外，其余8万人均被俘虏。同日，阎锡山占领石家庄，截断京汉铁路，阻止直系援军北上，接着，山东郑士琦截断津浦铁路，宣布中立，堵截由徐州北上的援军，并阻止败退的直军取道山东撤退。这样，吴佩孚腹背受敌，又无援军，败局已定。
吴佩孚的失败，使曹锟对吴进京的希望破灭。10月31日，曹锟批准颜惠庆内阁辞职，任命黄郛代理国务总理。11月2日，曹锟宣布辞职，以黄郛为总理的摄政内阁宣告成立。这个内阁的成员是：国务总理黄郛兼交通总长、外交总长王正廷兼财政总长、内政总长王永江、陆军总长李书城、海军总长杜锡硅、司法总长张耀曾、农商总长王遁斌、教育总长易培基。11月4日，摄政内阁根据冯玉祥提议，召开会议，修改《关于清帝逊位后之优待条件》，驱逐溥仪出宫。11月5日，北京警备司令鹿钟麟带人到故宫宣布优待条例，限令溥仪即日迁出宫禁。当日下午，溥仪和少数皇室人员及太监、宫女等移居什刹海"醇亲王"府。
北京政变后，冯玉祥为增强国民军实力，积极寻求苏联方面援助。1924年12月底，国民军副司令兼第二军军长胡景翼邀请苏驻华大使加拉罕到开封，商谈苏联派遣军事顾问和提供武器援助问题。1925年初，北方国民军指挥部根据***等人的建议，向苏联政府提出派遣专家和武器的请求。冯玉祥也亲自向鲍罗廷和加拉罕提出同样要求。1925年初，苏联政府应国民军请求，派出以普纳特和普里马科夫为首的军事顾问组，分驻张家口和开封市，协助国民军建立炮兵、步兵和骑兵学校。
冯玉祥倾向革命的改革措施，引起各派军阀的不安和反对，帝国主义列强也不断对其施加压力，致使冯玉祥控制的黄郛摄政内阁难以维持。加之奉军在推倒曹、吴后背弃了"奉军不得人关"的言诺，冯、张矛盾尖锐起来。张作霖也对于摄政内阁表示不满，因此奉系内阁成员王永江、王翅斌迟迟不肯来京就职。各省直系军阀在南京组织的十省大同盟也不承认摄政内阁。这个内阁也不受帝国主义的欢迎。1924年11月14日，黄郛为内阁成立设宴招待外交团，竞遭到谢绝。此外，北洋军阀和官僚们及帝国主义也对驱逐溥仪出宫问题提出非议。段祺瑞还专门打电报责备冯玉祥说："于优待条件不无刺谬，何以昭大信于天下。"年11月21日，段祺瑞通电就任临时执政，于第二天入京。11月24日，段祺瑞在北京宣布就职，黄郛的摄政内阁遂告结束。段祺瑞临时政府是作为奉系势力庇护下的军阀政权，因段祺瑞和张作霖联合排挤冯玉祥，迫使其不得不先后于11月25日、12月3日、12月5日连续三次提出辞职。12月12日，冯玉祥通电取消国民军名义，并解除总司令职权。段祺瑞趁机委任冯玉祥为西北边防督办。1925年1月，冯玉祥去张家口就职。轰动一时的北京政变，终于以皖系和奉系的卷土重来而告终。
溥仪出宫
10月23日，冯玉祥发动北京政变，推倒直系曹吴政权。11月2日，以黄郛为总理的摄政内阁宣告成立。当时北京局面混乱，少数保皇党人乘机活动。冯玉祥决定把中国的末代皇帝溥仪驱逐出宫，由此引发驱逐溥仪出宫事件。
武昌起义之后，清帝退位。袁世凯窃取辛亥革命成果，曾答应清室几项优待条件：（1）大清帝国辞位之后，尊号仍存不废，中华民国以待各外国君主之礼相待。（2）大清皇帝辞位之后，岁用400万两，俟改铸新币后改为400万元。此款由中华民国拨用。（3）大清皇帝辞位之后，暂居宫禁，日后移居颐和园，侍卫人等照常留用。民国成立后，清废帝溥仪依旧盘踞故宫，在宫内仍然保持着清朝的礼仪制度，不奉民国正朔，俨然为国中之国。甚至在民国总统接替的时候，还要派遣专使前往清官致送国书，问候皇帝安好。这种怪现象不仅遭到国内外舆论的谴责，而且溥仪也成为封建顽固势力复辟帝制的工具。
鉴于此，黄郛摄政内阁成立后，冯玉祥立即向内阁提出驱逐清废帝出宫的建议。黄郛连夜召开会议，就此讨论并通过了新的优待清室的条例。这个条例由张耀曾起草，经黄郛修改定稿。条例规定：（1）大清宣统皇帝即日起永远废除皇帝尊号，与中华民国国民在法律上享有一切同等的权利。（2）自本条例修改后，国民政府每年补助清室家用50万元，并待支出200万元开办北京贫民工厂尽先收容旗籍贫民。（3）清室应按照原来优待条件第三条，即日移出宫禁，以后得自由选择住居，但国民政府仍负保护责任。（4）清室之宗庙、陵寝永远奉祀，由民国酌设卫兵妥为保护。（5）清室私产归清室完全享有，民国政府当为特别保护，其一切公产应归民国政府所有。摄政内阁作出决定后，便派北京警备司令鹿钟麟、警卫总监张璧与社会名流李煜瀛前往故宫执行任务。
月5日晨，鹿钟麟命令士兵割断故宫电话，并在外围布置好军警，然后率领20名士兵进入神武门，每通过一门就分置军警监视故宫内的值班卫士，不许他们随意走动。当鹿钟麟等走进溥仪住宅时，清室正召开御前会议，内务府大臣绍英出来迎接。鹿钟麟等拿出国务院新修改的优待清室条例请他转达，并要求溥仪立即迁出宫外。绍英迫不得已，只得入告溥仪，但他仍往返数次希望事情有所转机。面对国民军架设在景山上的大炮，溥仪不得不答应立即迁出宫外。但敬懿、荣惠两位太妃拖延不走。鹿钟麟便允许她们可推迟到下午3点搬出。在鹿钟麟、张璧、李煜瀛等陪同之下，溥仪离开故宫，被送到后海甘水桥旧醇王府邸。随同溥仪一起的有溥仪叔父载泽、载涛和岳父荣源等人。
月10日，国务院对驱逐溥仪出宫发出通电："盖自晚清逊政，共和告成，五族人民咸归平等。襄年对优待条件三订，原所不得量予修正，以卒其德者。诚以北京为政治策源之地，而宫禁又适居都会中心，今名为共和，而首都中心之区不能树立国旗，依然仍用帝号，中外观国之流，靡不引为笑柄。……故当百政刷新之会，得两方同意，以从事于优待条件之修正，自移居后海后，并愿由军警妥善保护，……至于清室财物，业经奉令由国务院聘请公正耆绅会同清室近支人员，共组一委员会，将所有物件分别公私，妥为处置。其应归公有者，拟一一编号，分存于国立图书馆、博物馆中，俾垂久远，而昭大信，……恐远道传闻，有违事实，即电布闻，敬祈照察。"根据通电，为了清理故宫文物，国务院组织了一个清室善后委员会，设委员14人。其中清室方面有绍英、载润、耆龄、崇熙4人，民国方面有汪精卫、俞同奎、沈兼士、范源濂、鹿钟麟、张璧、李石曾等人。李石曾以委员长名义聘请专门委员，清查官内所藏各种器物，分清公产与私产以便分别移交。
冯玉祥驱逐溥仪出宫一事，在社会上掀起轩然大波。北京平民拍手称快，全城悬挂国旗表示庆祝，而清朝王宫贵族、遗老遗少表示强烈反对。他们四处奔走营救溥仪，内务府大臣郑孝胥主张向日本大使馆请求派兵保护溥仪至东交民巷避难。载涛和溥仪的英国老师庄士敦拜访了担任驻华外交使团团长的荷兰公使，希望他能联合其它国家的公使出面干涉。随后，又拜访英、法、比、意等国使馆请求援助，内务府大臣宝熙走访了蒙古王公，载沣、载涛等还联名写信派人送到奉天向张作霖求救。清朝遗老冯恕到天津求救于段祺瑞。另外，还有一部分遗老分别向天津、上海、广州等地的清朝旧臣求援，通过他们向当地的军、政、报界以及社会团体进行呼吁，要求恢复溥仪的自由。清室活动竟收到段祺瑞由天津发来的电报，指责冯玉祥："顷闻皇室封闭，迫移万寿山等语。要知清室逊位，非征服比，优待条件，全球共闻，虽有移万寿山之条，缓商未为不可。迫之，于优待条件不无刺谬，何以昭大信于天下乎？"张作霖也表示与段祺瑞相同之意见。而孙中山则对冯玉祥表示嘉许，致电说："复辟祸根既除，共和基础自固。"英国、日本、荷兰三国公使为溥仪出宫事件走访摄政内阁的外交总长王正廷。英国公使罗纳德·麦克立爵士表示，英国国王乔治"十分挂念年青的中国皇帝的人身安全，英国皇室与这个皇族曾是友好的"。日本公使也表示"他的天皇内心里也激荡着同样的感情"。英国公使告诉王正廷，"假使前任皇帝遭受任何危害，那么各国列强对中国政府的信任将大为减低，因为这将涉及到中国政府与前皇帝于1912年所签订的协议中有关给予中国皇帝和皇族的优惠待遇的条款"。王正廷代表中国政府回答："政府会采取防范措施，不会使前皇帝人身和私有财产受到损伤。"英美等帝国主义列强甚至认为冯玉祥驱逐溥仪出宫是受布尔什维克的策动。他们说："这里有一些可靠人士确信，上述行动是布尔什维克策动并通过国民党干的，其目的是为了根除君主制的复辟和进一步掀起反帝排外情绪。"面对段祺瑞等人的指责和帝国主义分子的干涉和攻击，冯玉祥声称："我此次班师回京，可说未办一事，只有驱逐溥仪，才真正对得住国家对得住人民，所告天下后世而无愧。"溥仪被逐出宫，不仅铲除了复辟的祸根，而且对清除人们头脑中的封建意识和保护珍贵历史文物都有重要意义。
孙中山北上
10月，北京政变后，为直系军阀所控制的北京政权迅速崩溃，冯玉祥于10月25日在北苑举行政治军事会议，并发出主和通电，邀请孙中山北上共商建国统一大事，并提出由各实力派参加的和平会议，产生正式政府。11月1日，冯玉祥、段祺瑞、张作霖又电请孙中山早日人京。
月30日，孙中山从韶关大本营返抵广州，主持会议部署北上事宜：任命胡汉民留守广州，代理行使大元帅职权；谭延闽任北伐联军总司令，驻守韶关，负责大本营事务。11月4日，孙中山发布大元帅令，为北上事宜通告军民，表示接受冯玉祥等人的邀请，离粤北上"共筹统一建设之方略"，并于10日发表了《时局宣言》，即《北上宣言》。