西安事变和平解决后，1936年12月25日，张学良送蒋介石回南京，迅速被蒋扣押。20余万东北军群龙无首，并在主战主和问题上发生严重分歧，最后竟发展到内部残杀。
东北军领袖张学良（左），与杨虎城一起。网络图
实际上，东北军还是一个以张学良为核心、带有封建性的军阀集团。在东北军内部分裂成三个派系。每个派系又以其将领为核心形成小集团，因而在其军队中，将领都有着相当的独立性。
元老派：以王以哲为首的元老派从维护抗战大局出发主张先撤兵再谋营救张学良。在元老派方面，虽主和却始终努力争取张学良的自由。
东北军元老派：王以哲。网络图
少壮派：以孙铭久为首的少壮派，不赞同元老派主和做法，坚持先释放张学良。1937年1月29日，东北军40多名高级军官在渭南开会讨论“战和”问题。在少壮派代表应德田的鼓动下，在场的东北军军官形成了以武力争取张学良自由的决议。
东北军少壮派：孙铭久。网络图
文吏派：次派以黎天才为首。蒋介石在《西安半月记》里把黎天才骂得不轻，还进了学生的教材，这就苦了黎天才。遭软禁的黎天才，依然是不卑不亢地和戴笠们周旋。戴一心想探知蒋介石在华清池同黎面谈的内容，他却守口如瓶。
东北军文吏派：黎天才。网络图
在张学良致信西安方面主张和平解决后，元老派与少壮派开始出现分歧，最终“同室操戈”。1937年2月2日，东北军少壮派应德田、苗剑秋、孙鸣九等人杀死东北军元老派67军军长王以哲、西北总部参谋处处长徐方、副处长宋学礼和交通处长蒋斌等人，史称“二·二”事件。
血案发生后，王以哲的至交、第105师师长刘多荃为了替王以哲报仇，将部队开进西安搜捕少壮派军官，诱杀了对促成东北军联共抗日有功的旅长高福源。
随后，两派系的争斗愈演愈烈。
张学良与蒋介石。网络图
危急关头，中共代表周恩来苦口婆心多方做工作，才避免了事态的进一步扩大。
此事件导致东北军直接分化，2月3日，东北骑兵第10师师长檀自新、步兵第106师师长沈克发表联名通电，加入中央军。黄永安率炮6旅，乔方率炮8旅也“表示竭诚服从中央……效忠党国”。这四支队伍最终都脱离了东北军。
1937年3月东北军高级将领轻率地接受了蒋介石关于东北军的“乙案”。虽然原军建制没变，但将原来的每个军4个师、每师3团的甲种军，缩编成每个军两个师、每师两旅、每旅两团的乙种军编制，只有骑兵第2军保留3个师，实力明显削弱，中了蒋的圈套。
吕正操，中国人民解放军上将。网络图
最后，蒋介石将东北军115师、120师、129师，划拨给八路军；将117师、118师、119师划拔给中央军，归蒋介石指挥的第1战区直辖。
此外，抗战爆发后，马占山受张学良的嘱托组建了一支新的部队——东北挺进军。
万毅,中国人民解放军中将。网络图
尽管东北军被缩编，但是在抗日战场上，他们并没有辜负张学良的期望，在抗战中的表现还是可圈可点的。
1955年，中国人民解放军第一次授衔时原东北军出身的将领有25名被授予将衔，其中上将1人：吕正操；中将1人：万毅；少将23人。