白崇禧到唐山后，林宪祖已抵沈阳晋见张学良，张说：“白崇禧负解决直鲁军责任，其前锋已到开平，倘直鲁军开到滦东，白部将跟踪而来，滦东是东北的门户，白部若驻在滦东，对东北的威胁太大。你务必转告效坤，就地改编，千万不要过河。”次日，林去见杨宇霆，杨谓：“过河改编不可能，我即到前方，届时与张效坤面谈。”越日，林又去见张作相，张怀着不愉快心情说：“直鲁军的安置问题，我既埋怨汉卿，也不满意效坤。直鲁军是东北军的一部分，从东北出去的队伍。自第二次直奉战争，张效坤出冷口攻占了滦州，以后又转战各地，不能说对东北无功。现在已经跟我们来了，我们还有东北这个地盘，哪能不管呢？我们若是想出安置他的办法，他不照办，那就不怪我们；若不想办法，那是我们对不起他了。后来，我看他们一直没有个办法，我便召集张汉卿、杨麟葛等开会研究，决定张、褚两督办先行下野，直鲁军改编两师。可是，效坤又不愿意，因而一直拖到现在。应当知道，东北地方实在养不起这么多的军队，东北军也得缩编啊！效坤应当体谅东北方面的困难，暂时委屈一点，改编以后，师长还是他的师长，军队仍然是他的军队，遇有机会，他还可以回到自己的部队，有什么不可以将就的呢？你回去好好地劝劝效坤，暂时委屈一点吧，不要固执己见。”林回到山海关时，关内客车已不通，兵车拥塞途中，无法到开平复命，当即折返大连。

张宗昌由开平移驻滦州后，滦河东岸由东北军第三、四方面军团所属的第十六、十七联合军防守，军部设于安山车站，该军军长胡毓坤与张为旧友，曾一再劝张服从东北方面拟订的改编方案办理，但张要求改编为两军，并由张、褚分任军长，移防滦东。军团长杨宇霆（第三、四方面军军团长原有张学良、韩麟春、杨宇霆三人，韩病故，张留沈阳，以故由杨负责）自沈阳归来后，曾由昌黎约张宗昌到滦河东岸专车上洽商，第一百一十师师长刘翼飞随杨前往。届时，张戎装登车见杨说：“我的军队这么多，仅改编为两个师，师长应该给谁呀！”会谈仍无结果，杨回山海关。张找胡毓坤说：“有一列车，满载我军中下级军官眷属，停留昌州车站，老弱妇孺久住车上，饮食起居极不方便，请放过河去让他们找房暂住，略事休息。”经张一再恳求，胡碍于情面允之，迨列车过河时，车后有直鲁军官兵数十人，亦乘机过桥，因与守军发生武装冲突，虽被击退了，但情况顿形紧张。因此，直鲁军留在山海关车站一带的军需物资及守卫官兵等，均分别被缴械没收了。

张学良获悉张宗昌坚持渡河改编的情况，考虑到张宗昌的处境，深恐夜长梦多，大批军械易落入敌方之手，若准其渡河，在东北军强大压力下，可能就范。遂电杨宇霆及驻防滦东各军，略谓：“准直鲁联军过河改编，如不听命，即行包围缴械，勿任流窜。”电到，第十六和十七军即撤至安山附近，担当正面，杨宇霆进驻昌黎车站督师，第八军李振唐部集结于铁道线以南为左翼，第二十军于学忠部部署于铁道线以北为右翼，第十军王树常部紧靠第二十军之右翼，每军各三个师，连同炮兵及其它部队，战斗人员在十万以上。正面及两翼阵地连亘三十余华里，形成弓形包围阵势，第八军参谋长谢珂率同参谋人员配属于第十六和十七军军部，以便了解情况的变化，第二十军亦同样办理。安山距滦河三十余华里，中间只隔一石门小站。

8月20日，直鲁军约七万人陆续开抵石门车站附近，张宗昌的指挥专车停在石门办公。当时第四集团军叶琪的部队推进至滦州，独立第八师前锋到达榛子镇以东地区。直鲁军被压迫在东西南北各三十余里的狭小地带，张宗昌见此包围形势，愤怒异常，遂决意孤注一掷，突围出关。越日上午，张在石门附近尚未收割的高粱地内，置香案，设“故大元帅张公雨亭灵位”，身着孝服，手持哭丧棒，率大小军官及部分士兵致祭，祭毕说：“大元帅对咱们恩重如山，若还活着，决不能使我们落到这样地步；现在大元帅撒手归天了，撇下我们有国难投，有家难奔，愿大元帅在天之灵保佑我们吧！”遂即他伏地放声大哭不已，左右挽之起，反身向与祭官兵大声疾呼地说：“兄弟们！你们看看，这是叫我们来改编吗？这是设下了天罗地网，骗我们来，缴我们的械呀！好一个小六子（张学良的乳名）啊！你这个不肖之子，逼得我上天无路，入地无门，居心太狠了！兄弟们经过千山万水，挨饿受冻跟我来了，你们舍不得离开我，我能舍得离开你们吗？咱们不能在这里等死，兄弟们再捧我一场，打出关去，回到东北老家，要官有官，要钱有钱，俺张宗昌忘不了兄弟们的好处，行不行啊？”这时官兵一齐振臂高呼：“听督办的，打出关去！”

是日下午，直鲁军除留一小部分防守滦河桥外，全部集结于石门以东，针对第十六、十七军阵地，构筑工事，以梯形配置层层布置，并挖掘交通壕互相联络。傍晚，步哨小有接触，夜间逐渐激烈，拂晓开始猛攻，张赤臂袒胸督战，震天的喊杀声和枪炮声组成一片混战局面。这样持续了两天一夜，第十六、十七两军以重迫击炮占优势，拼死抵抗，直鲁军略有进展。在两天一夜争夺阵地的反复肉搏战中，战场树木尽秃，房屋坍塌，死伤枕藉，幸而附近居民一闻直鲁军开到，即相率逃避，伤亡很少。(www.daowen.com)

双方战至第二天夜间，张宗昌以全力向对方正面猛扑，追至深夜。军长胡毓坤以电话向李振唐说：“绍晨（李的号）啊，不得了啦，任子礼师的两个团长阵亡，一师全垮了，情况万分紧急，实在顶不住了！”李说：“你我是老同学，咱们不能给同学们丢脸，若被张宗昌打败了，不但叫同学们瞧不起，还有什么脸面见东北父老呢？你沉住气，我马上派两团主力部队驰援，千万顶住。”胡答。“好啦，我尽所有力量和张宗昌拼了！”放下电话后，不到一个小时，第十六、十七军军部电话忽然不通了，李正在惊疑间，参谋长谢珂派联络参谋送一纸条来，写明：“安山车站弹落如雨，军部已落炮弹，准备后退，先把电话撤了。但是现在军部还没退，在调集炮兵和预备队参加战斗，一时还不要紧，请放心。”嗣经第十六、十七军以全部炮火压制了对方的攻势，电话复通。

第三日拂晓，直鲁军转向左右两翼猛攻，接近至第八军阵地前二百米时，发起冲锋，展开短兵格斗，第十军一百一十师曾派王云汉团应援，右翼方面也同样紧张。经过三四个小时激烈战斗，才被击退。是日午间，张宗昌见大势已去，化装由滦河乘木船逃走，军长许琨继之，战斗旋即停止。是役共缴械三万余人，分别补充各军缺额，直鲁军死万余人，伤半之。死者由地方征伕掩埋，伤者分由各军军医处收容治疗。此外，有一小股乘缴械混乱之际，北逃至热河边区为匪；还有一小部分因籍隶关内，中途有投入白崇禧部者。这一战役，白崇禧部未参加战斗。战后，东北军与白部仅一河之隔，交通完全恢复。

在直鲁军缴械时，褚玉璞曾挺身而出，自行报名后说，要到沈阳见张学良。经胡毓坤派人护送到山海关，由军团部副官长高纪毅监送到沈阳，下车时因车站人多，高等四处张望，未加注意，褚即乘机逃往大连。