1925年12月25日，张学良得知郭松龄夫妇被抓后，连忙发电报让把人带来，不料张作霖下令就地枪决，并曝尸三日。张学良气得跺脚说：“完了，完了。” 郭松龄反奉时，兵力约为七万，除去留守部队，直接开入关外的为五万余人。但看兵力，郭部不占优势，但郭部是奉军的精锐，装备和战斗力高于其他奉军，所以在开战之初，势如破竹。 12月5日，郭军攻占连山。此时，张作霖认为自己无力抵抗郭军的凌厉攻势，甚至一度决定照郭松龄之要求而下野。5日夜，张作霖召开东北军政要员会议，当众表示：“大势已去，决计下野。” 12月7日，郭军攻占锦州。郭松龄的部队几乎没有遇到像样的抵抗，就迅速攻到新民县的巨流河畔，离沈阳近在咫尺。这个时候，张作霖已经把他的专用汽车整天停在大帅府的二门以内，准备随时登车逃跑。 但随着时间的推移，局势发生了逆转，一方面，东北日军插手干涉，阻碍郭军前进，给了张作霖喘息的机会；另一方面，反奉的郭松龄、冯玉祥、李景林“三角联盟”出现裂痕，冯玉祥的部队进攻李景林的天津地盘，这次冲突造成了一个严重的后果，那就是郭军的大批冬装就在天津，准备发往东北，结果李景林一怒之下，扣押了冬装。 12月20日，郭军和奉军在巨流河对峙。21日夜，郭松龄下达总攻击令，向巨流河东岸奉军阵地发动全线进攻。奉军总兵力高于郭军，且有优势的骑兵。炮兵虽稍逊于郭军，但也做了相应的补充。 据时任奉军炮兵司令部参谋长的廖安邦回忆：“同年郭松龄反奉，奉天处在危机中的时候，炮兵十四团却成为张作霖炮兵的主力。以该团为基干，又将原在步兵部队中的炮兵人员全部调回使用，在巨流河东岸布置炮兵阵地。张作霖命令将兵工厂所有大小口径的炮都运出来使用。用帅府的大骡车载运到阵地上来，每门炮给炮弹300发，射完为止。” 同时，张作霖又雇佣了日本人当炮兵。这些日本人约有200多人，是张作霖的日本顾问荒木贞夫在奉天车站找来的一些日本退伍军人。 12月23日天未明，奉军将领吴俊升率领两师骑兵偷袭了郭军的后方重地白旗堡，焚毁了郭军的粮秣、枪械和弹药，使郭军蒙受重大损失。 12月24日晨，见大势已去，郭松龄紧急召集身边的高级将领开会，宣布他拟率一部突围。委托军长霁云收容余部，向沟帮子方向转移。 郭松龄部署完毕，听从部下劝告，随即离去。邹作华见郭松龄已出走，便以总部参谋长的身份，下令命令各军停止攻击。并急电张作霖，报告郭松龄已经出走。同时，邹作华还给张学良打电话，“请军团长放心”。 至此，巨流河大战以郭军失败而告终。与此同时，郭松龄率200余人的卫队逃走，同行的还有他的夫人韩淑秀、秘书处长饶汉祥、政务处长林长民等人。 临行前，韩淑秀曾劝郭松龄带卫队乘快马先行。郭松龄认为妻子和饶汉祥等文人不会骑马，不能弃之不顾，主张一起逃走。 一开始，郭松龄准备向山海关方向退逃，但由于奉军骑兵在那里拦截，只得临时改变方向，向营口退去。一行人由柳河乘坐两辆东北骡马大车，后有卫队，行动迟缓，目标很大。 吴俊升所指挥的东北骑兵军有两个师（穆春师和万福麟师），穆春师有两个旅，骑兵第一旅旅长徐永和骑兵第七旅旅长王永清率领骑兵部队，在郭军后方游弋，奉命围剿郭军败兵，并追击败逃的郭松龄。 12月24日，骑兵第七旅第二十五团郭宝山部走错了路，指向小苏家屯方向。他们发现了郭松龄一行后，当即进攻。郭松龄的卫队没有重武器，在迫击炮的轰击下，不得不缴械投降。林长民当场被打死。饶汉祥逃走了。郭松龄夫妇藏到一个地窖里。 奉军骑兵见到两辆大车，翻出一个行李里有带上将肩章的军服，判定这是郭松龄的东西，知道他不会走远。 这时骑兵第七旅旅长王永清也到了。他以为郭松龄已经逃走了，即派郭宝山带一个团去追击郭松龄，自己则在小苏家屯休息。 不一会儿，王永清从一个村妇的口中得知，她家后院萝卜窖里藏了两个人，一男一女。王永清带几个卫士去搜萝卜窖。郭松龄一看藏不住了，就上来了。 张作霖本来打算派人将郭松龄夫妇带到沈阳再做处理，但总参议杨宇霆认为夜长梦多，于是张作霖派高金山带人从王永清手里带走郭松龄夫妇，在辽河岸边枪杀。张作霖对郭松龄反奉十分恼恨，下令将郭松龄夫妇的尸体在小河沿曝尸三天，任人观看。 张学良这边，自郭松龄兵败巨流河后，就一直派人打探郭松龄的消息，准备将人带回来。12月25日，张学良在兴隆店司令部得到郭松龄夫妇被俘的消息后，立即命令秘书处长刘鸣九速拟电报，想把郭松龄夫妇接到他的司令部来。 刘鸣九问：“你把他弄来打算怎么办？” 张学良说：“郭是人才，我把他送到国外去深造。” 电报刚发出，郭松龄被杀的消息传来。张学良跺脚叹气说：“完了。” 过了一会，总部送往各部传示的郭氏夫妇尸体照片及文件上到了，张学良不忍去看，批了“以火焚之”四个大字，可见，张学良对郭松龄的感情之深。
