李杜和毛遇凤的安排是：二十七团在山海关车站阻止郭松龄的军列，三十九团进攻魏部，十团移动到石河桥防范来自滦州的援军。
魏益三的部队毕竟是远道而来，防御工事也没有修筑完善，三十九团突然袭击打了魏益三一个措手不及。
经过数小时的战斗，三十九团在次日凌晨一举将魏益三的两个团击溃。这两个团的人大部被缴械，魏益三只带了几个士兵逃脱。
初战告诫的李杜和毛遇凤并没有贪功冒进，他们知道郭松龄的部队是奉军中的精锐部队,不管是自己的吉林军队和汲金纯部队都没有抗拒的能力。他们决定主动急行撤出山海关，向东后退等待后方的援军。
郭松龄的部队没有了阻拦开始大肆进军，而在这前一天张学良带着带秘书朱光沐，参谋姜化南、副官谭海等人，乘坐“镇海”号炮舰到秦皇岛，电邀郭松龄面谈。
张学良一直不敢相信自己最信任度的这个老师，这个好友居然会叛变，而且叛变的内容居然和自己有关，甚至可以说是打着自己的幌子。这让张学良感觉十分不可思议，所以他要当面问清楚郭松龄这到底是怎么一回事。
张学良在船上焦急的走来走去，他一直在想郭松龄见到自己会说什么。
“报告司令！郭军长没有回电。”谭海走进来回报道。
张学良不耐烦的摆摆手示意谭海出去，然后坐到沙发上，他这次来并没有让张作霖知道。张作霖此时还在济南，已经决定明天动身坐船回奉天。张学良趁着张作霖没有回来，想用一天的时间可以和郭松龄好好谈谈，他希望郭松龄可以回头是岸。
郭松龄正在滦州指挥部队，接到张学良的电报，和自己的夫人韩淑秀说：“汉卿什么都好，就是有妇人之仁，现在已经是刀枪想见，我怎么可能见他。”
“你这么不见他，不如给他回封信，和他说明这些缘由。莫要让他以为我们是不仁不义之人，我们也是逼不得已才出此下策。”韩淑秀想了一下说道，郭松龄认为他老婆说的有道理。
郭松龄给张学良写了两封信，第一封信主要内容是表示自己对张学良绝对是忠心耿耿，没有丝毫的背叛的意思。第二封信则是说明自己班师回奉的六项原因和要求张作霖反省的四个方面。
接到郭松龄回信的张学良进退维谷，想再这里继续呆着，又怕张作霖回去自后责骂。如果现在就走了还是有写不甘心。他觉得郭松龄肯回信是一个好苗头，还幻想着郭松龄能扭过头来，不走向极端。后来张学良在秦皇岛呆了一天多的时间，见郭松龄不再搭理自己，只得于11日下午悻悻而返，绕道去大连。
在大连张学良见到了被张安乐派人护送到大连的张作霖，张作霖见了张学良用一种奇怪的眼神看了他两眼。
他们在大连没有停留坐车连夜赶回沈阳，张作霖在车上问张学良：“这次去找郭松龄没有见到人？”
张学良不奇怪他的父亲知道自己的行踪，如果不知道才见了鬼了。张学良去见郭松龄其实这也是张作霖默许的，否则他有好几种方法阻拦张学良。他之所以会让张学良去见郭松龄其一是因为郭松龄手下的部队都是奉军最精锐的力量，现在两军交战可以说就是骨肉相残。就算是不能让郭松龄改变情况，也可以拖延一下时间，好让他调动部队。
退出山海关的张作相和汲金纯的部队依照张作霖的安排，退到连山（现在的锦西）一带后，利用第二次直奉战争时的奉军在此构筑的工事组成第二道防线，组织部署防击。