1917年7月5日凌晨4时，讨逆军东路军八师一部在廊坊、万庄之间与辫军首次接战。辫军退住丰台，讨逆军追至黄村以北。同日，西路军三师乘火车北上，占领涿州、良乡，直抵芦沟桥。段祺瑞于5日将司令部自马厂移至天津，并通电宣布就任国务总理，暂以直隶省公署为办事处。
6日，讨逆军东路冯玉祥部追击辫军至丰台以东。同日，由南苑航空学校组成的讨逆航空队轰炸了丰台辫军的阵地。7日正午，讨逆军占领丰台。同日，西路三师吴佩孚旅占领协寨、跑马厂等地。
与进攻丰台同时，讨逆军航空队轰炸了北京城内辫军营地和清宫。投下三枚炸弹，两枚落在宫内，炸伤轿夫一名。清室托日本公使林仅助函劝段祺瑞停止轰炸。叶恭绰出任讨逆军司令部交通处长后，说服京奉、津浦、京汉三路局将大批客货车皮集中于天津和保定，载讨逆军北上；又将徐州附近各车段的空车皮完全调走，使徐兖地区的辫军不能北上增援张勋。
9日，段祺瑞派交涉处长刘崇杰入京，与各国使团接洽。刘崇杰代表段向张勋提出了实行停战的三个最低条件：(1)取消复辟；(2)保全清室优等条件；(3)在京定武军立即解除武装。但张勋带兵退归徐州，不肯解散辫军，谈判破裂。11日晚，讨逆军通知外交使团，和平解决已无可能。
但张勋带兵退归徐州，不肯解散辫军，谈判破裂。11日晚，讨逆军通知外交使团，和平解决已无可能。
12日拂晓，讨逆军分三路共57000余人向北京城内发起总攻。天坛辫军稍作抵抗，经段芝贵许以缴械投降不加追究，并发给三个月军饷后，即放下武器。南河沿地区辫军恃天安门城门墙壁抵抗，讨逆军无法前进，直至1l时，讨逆军炮轰张宅，张勋始在外国人保护下逃往荷兰使馆，辫子军余部缴械投降。讨逆战争到此结束。