前身為奉系軍閥張作霖所統(tǒng)率的軍隊，稱為“奉軍”。辛亥革命之后由東北地區(qū)的保安部隊和新軍組成。1920年聯(lián)合直系軍閥擊敗皖系軍閥，勢力擴(kuò)張到山海關(guān)以內(nèi)。奉系在收復(fù)外蒙時因盟友被直系攻擊而回軍。1922年與直系軍閥發(fā)生沖突，爆發(fā)第一次直奉戰(zhàn)爭，奉軍戰(zhàn)敗退回東北。1924年爆發(fā)第二次直奉戰(zhàn)爭，直軍慘敗，奉軍重新控制北方大部分地區(qū)，勢力進(jìn)駐上海。1925年秋吳佩孚發(fā)動反奉戰(zhàn)爭，馮玉祥也策動奉軍郭松齡反叛，奉軍擊敗馮玉祥，郭松齡亦被討死。1926年春，張作霖入駐北京。1927年張作霖自命中華民國陸海軍大元帥，攝行大總統(tǒng)職責(zé)，成為北洋政府的末代統(tǒng)治者。

1928年，奉軍被***、李宗仁、馮玉祥、閻錫山的聯(lián)軍打敗，退回東北。1928年6月4日，因一直未回應(yīng)日本方面政治和經(jīng)濟(jì)的訴求，張作霖乘火車，被日本關(guān)東軍行刺，炸成重傷，當(dāng)日送回奉天官邸后死去，是為“皇姑屯事件”。張學(xué)良憤怒聲討紅白兩大帝國主義（俄、日）對中國東北進(jìn)行瘋狂滲透，導(dǎo)致北患無休無止。

張學(xué)良繼任奉軍統(tǒng)帥，于1928年12月29日通電全國，宣稱接受南京國民政府管轄，史稱東北易幟。1929年，奉軍被***改編為國民革命軍東北邊防軍，簡稱“東北軍”，由張學(xué)良統(tǒng)轄。

1929年7月，張學(xué)良的東北政府決心奪回失去的主權(quán)，并切斷蘇聯(lián)對中國共產(chǎn)黨的支持，開始驅(qū)逐中東鐵路蘇聯(lián)職員，查封哈爾濱蘇聯(lián)商業(yè)機(jī)構(gòu)，開始著手收回中東鐵路。同年7月18日，斯大林掌握實(shí)權(quán)后的蘇聯(lián)政府宣布對華斷交，并命令蘇軍在中蘇邊境黑龍江吉林段準(zhǔn)備武裝介入。戰(zhàn)斗主要在中國的滿洲里和扎賚諾爾地區(qū)展開。從7月末開始直到11月，大小戰(zhàn)斗進(jìn)行了數(shù)十次。中蘇作戰(zhàn)，張學(xué)良戰(zhàn)敗，蘇聯(lián)從此長期侵占黑龍江主航道附近的江心洲，包括黑瞎子島等。直到21世紀(jì)初才歸還中國一半。

1930年爆發(fā)中原大戰(zhàn)，東北軍支持***，主力再次入關(guān)，控制平津地區(qū) [1] ，并收編馮玉祥麾下宋哲元部。

1931年九一八事變爆發(fā)。國民黨為保存實(shí)力命東北軍退入關(guān)內(nèi)，在關(guān)內(nèi)的廣大將士義憤填膺，紛紛要求“打回老家去！”“收復(fù)失地！”未入關(guān)的愛國官兵自發(fā)奮起抵抗，著名的江橋抗戰(zhàn)、雙城阻擊戰(zhàn)、哈爾濱保衛(wèi)戰(zhàn)等，打擊了侵略軍的囂張氣焰，并推動?xùn)|北各地抗日義勇軍迅速崛起。流亡入關(guān)的東北各界名流和愛國人士奔走呼吁，于1931年9月27日在北平成立東北民眾抗日救國會，大力開展支援義勇軍工作。1933年旗下宋哲元部參加抗日長城戰(zhàn)役。1934年3月張學(xué)良就任鄂豫皖“剿總”副司令，駐武昌，部分東北軍南下。1935年夏張學(xué)良任西北剿總副總司令（總司令是***），16萬東北軍主力被***調(diào)至陜甘一帶圍剿紅軍，經(jīng)歷勞山、榆林橋、直羅鎮(zhèn)三次戰(zhàn)役，損失近三個師。南滿官兵久厭內(nèi)戰(zhàn)，張學(xué)良秘密至上海會見杜重遠(yuǎn)、李杜等人士，中共秘密黨員劉鼎赴張學(xué)良處工作。1936年12月12日，張學(xué)良和西北軍將領(lǐng)楊虎城發(fā)動了西安事變，迫使***與中國共產(chǎn)黨合作抗日。

***致電張學(xué)良，請張統(tǒng)率東北軍移駐新疆。張回電稱：移駐新疆，雖無異議，但需查后再作答, 于是張電羅文干赴新疆實(shí)地考察。此計劃后因汪精衛(wèi)、胡漢民、陳濟(jì)棠、肖佛城等反對，加之考慮張此時回國會對已見好轉(zhuǎn)之中日關(guān)系不利，故未能成行。張亦曾聯(lián)系過滿族盛世才。后東北抗日義勇軍入疆，為祖國做貢獻(xiàn)?！稏|北抗日義勇軍在新疆》

1934年1月張學(xué)良返國，3月就任鄂豫皖“剿總”副司令，部分東北軍南下“剿共”。1935年秋中國工農(nóng)紅軍長征勝利到達(dá)陜北。***在西安設(shè)立西北“剿總”，任命張學(xué)良為副司令，調(diào)東北軍入陜甘。東北軍此時兵力十六萬左右，五分之四被驅(qū)入陜甘參加“剿共”。然而，***對東北軍不但不給補(bǔ)充，還將東北軍削減番號，減發(fā)軍餉。東北軍一方面被***掣肘，另一方面將士們思念故鄉(xiāng)、厭倦內(nèi)戰(zhàn)，要求停止內(nèi)戰(zhàn)、團(tuán)結(jié)抗日的呼聲日益高漲，張學(xué)良也感到再繼續(xù)下去將使全軍覆滅、永無回鄉(xiāng)之望。12月，張學(xué)良赴南京開會，秘密轉(zhuǎn)上海會見杜重遠(yuǎn)、李杜等愛國人士。杜李二人直率地向張學(xué)良進(jìn)言：停止內(nèi)戰(zhàn)，聯(lián)合一切愛國力量抗日是東北軍最好的出路。后來，又輾轉(zhuǎn)介紹中共秘密黨員劉鼎赴張學(xué)良處工作。與此同時，1935年中共中央召開瓦窯堡會議，確立了抗日民族統(tǒng)一戰(zhàn)線政策。根據(jù)東北軍的情況，中共中央把對該軍的統(tǒng)一戰(zhàn)線工作提到重要議事日程。1936年1月25日，***同志、***、***等聯(lián)名發(fā)出《紅軍為愿意同東北軍聯(lián)合抗日致東北軍全體將士書》。4月9日，***與張學(xué)良在延安舉行了聯(lián)合抗日救國會談。東北軍確立聯(lián)共抗日方向，為在西北地區(qū)形成抗日民族統(tǒng)一戰(zhàn)線局面奠定了最重要的基石。6月，中共中央成立東北軍工作委員會，書記***，委員有***等人。20日，***親自主持起草了中共中央《關(guān)于東北軍工作的指導(dǎo)原則》，指出“爭取東北軍到抗日戰(zhàn)線上來是我們的基本方針”。陜甘根據(jù)地廣大軍民在此方針指導(dǎo)下，積極開展了對東北軍的爭取工作。延安會談后，張學(xué)良全力以赴進(jìn)行抗日準(zhǔn)備，不僅與紅軍停戰(zhàn)，還與楊虎城的十七路軍（駐防陜甘）友好相處。6月，張學(xué)良命人創(chuàng)辦《西京民報》，向官兵和民眾宣傳抗日。同月15日，張楊聯(lián)合在王曲鎮(zhèn)開辦“長安軍官訓(xùn)練團(tuán)”，向中高級軍官灌輸抗日思想。22日，張在該團(tuán)發(fā)表題為《中國出路唯有抗日》的講話，指出“抗日是東北軍最大使命”，以“把全（民）族所有力量拉到抗日陣線上去長期抗戰(zhàn)”為己任，號召全軍將士“寧肯斗爭致死，決不束手待斃！”張學(xué)良的抗日決心與信心，對全軍提高思想、統(tǒng)一認(rèn)識起了很大作用。9月初，為向部隊補(bǔ)充新鮮血液，張學(xué)良接受共產(chǎn)黨建議，從平津等地招收了三百多名進(jìn)步青年和學(xué)生（其中不少是共產(chǎn)黨員、共青團(tuán)員和民先隊員），開辦學(xué)兵隊。同月，東北軍內(nèi)秘密建立以張學(xué)良為領(lǐng)袖的抗日核心組織——抗日同志會。在此期間，張學(xué)良還陸續(xù)派代表分赴晉、綏、冀、兩廣、新疆等地，聯(lián)絡(luò)各地方實(shí)力派，醞釀聯(lián)合抗日；同時利用各種機(jī)會向***勸諫，要求他改變“攘外必先安內(nèi)”的反動國策。

東北軍入陜甘地區(qū)后，許多共產(chǎn)黨員秘密進(jìn)入該軍，為幫助其走上抗日戰(zhàn)線做了巨大努力。1936年6月末，在中共北方局領(lǐng)導(dǎo)下，東北軍內(nèi)的地下黨員成立了東北軍內(nèi)工作委員會。此后地下黨在東北軍的工作更加活躍，無論總部、各部隊、軍官訓(xùn)練團(tuán)和學(xué)兵隊，以及報社、通訊大隊等，都有共產(chǎn)黨員在里面宣傳抗日救國道理，團(tuán)結(jié)教育廣大官兵。8月30日至10月初，朱理治、***相繼至西安，與張學(xué)良磋商東北軍、十七路軍與紅軍三方聯(lián)合抗日大計，進(jìn)一步加強(qiáng)推動?xùn)|北軍抗日工作。在抗日民族統(tǒng)一戰(zhàn)線方針指引下，東北軍內(nèi)和西北地區(qū)的地下黨組織互相配合，不斷掀起抗日救亡新高潮，《西京民報》、《東望》和《西北文化日報》等進(jìn)步報刊成了抗日的喉舌，“西北各界抗日救國聯(lián)合會”、“東北民眾救亡會”等救國團(tuán)體紛紛成立，并聯(lián)合舉行了“九一八”五周年紀(jì)念會、追悼魯迅和援綏抗日募捐等活動?？谷站葒聵I(yè)把東北軍、十七路軍和各階層民眾緊緊聯(lián)結(jié)在一起，在愛國熱情激勵下，將士們決心為抗日而獻(xiàn)身。11月27日張學(xué)良上書***，懇切地請纓援綏。蔣嚴(yán)詞拒絕，同時下令加緊鎮(zhèn)壓救亡運(yùn)動，又策劃調(diào)集其嫡系部隊約三十個師進(jìn)入陜甘，圖謀全殲紅軍并迫張、楊就范。12月4日***坐鎮(zhèn)西安威逼張、楊“剿共”，否則即將兩軍趕出陜甘。蔣的倒行逆施，使張、楊忍無可忍，終于激起震驚世界的西安事變。事變的和平解決，對推動國共兩黨第二次合作并團(tuán)結(jié)抗日，起了重大的歷史作用。張學(xué)良、楊虎城及東北軍、十七路軍廣大官兵為中國人民的抗日事業(yè)做出了重要貢獻(xiàn)。此后張學(xué)良被蔣軟禁，東北軍被縮編并調(diào)往豫、皖、蘇各地。張學(xué)良身陷囹圄，仍念念不忘抗日，曾多次致書東北軍將領(lǐng)，勉勵部下：“吾等必須將吾們的血及此一點(diǎn)武裝（東北軍），供（貢）獻(xiàn)與東北父老之前，……以期在抗日戰(zhàn)場上，顯我身手?！睎|北空軍軍機(jī)雖被日本強(qiáng)奪，但東北軍在歐美培養(yǎng)的飛行員卻完整的保存下來，成為抗日戰(zhàn)爭中的空軍主力。有東北飛行員為救隊友殉國后南方女友殉情未遂。