吴佩孚在衡阳撤兵前后，呼吁和平，处处以国家民族利益为重，受到全国的喝采。可是到了直皖战争后，他就变成了好战的军人，他主张武力统一，和段祺瑞没有两样。自他率军到了湖北后，湘军一再表示愿意和平，全国也不愿见湖北再有战争，因此全国各界都有通电，主张停战。旅津的湘鄂人士黎元洪、熊希龄等均通电劝告曹吴不要迷信武力。梁启超电吴佩孚说：“勿将安福系之垢衣，取而自披于肩背。”吴佩孚对这些劝告，充耳而不闻。
16日吴又派海军总司令杜锡珪率领建中、江元等舰协助张克瑶、王都庆两旅，向已经进抵宝塔州、嘉鱼一带的湘军左翼进攻。
直军在前线的一切布置都已妥当后，吴佩孚乃下令派张福来为前敌总指挥，并下令扣留赵恒惕的代表，原来赵的代表钟才宏和唐义彬看见吴佩孚调兵遣将时就知道事情不妙，乃悄悄地离开湖北，回转湖南，只留下萧光义一人在汉口等着见吴。吴翻脸时，指萧光义捏造假情报欺骗赵恒惕，以致引起湘鄂战争，实为罪魁祸首，乃把萧扣留拘禁。同时吴向湖南提出了两个反条件：（一）湘军应完全退出湖北；（二）惩办制造战争的湘军师长宋鹤庚、鲁涤平。至于任命蒋作宾为湖北省长问题，吴表示可以由北京考虑，其余废督、自治和赔款等问题都谈不到。
赵恒惕获知吴佩孚翻了脸，大吃一惊，8月19日他到蒲圻召开军事会议，下级军官和士兵们推举代表见赵请求再战，因此赵于22日又下了攻击命令。这次战斗中，湘军兵士和军官们订立了“生死不退”的誓约，军官退缩，兵士可以擒而斩之，兵士退缩，军官可以在阵前执法，旅长以上军官亦须随时上火线督战。
直军方面吴佩孚也组织了督战队随军出发，只许前进不许后退。22日湘直两军在汀泗桥展开了争夺战，湘军被阻于强烈的炮火网不能前进，这时赵恒惕已上了火车，准备折回长沙，看见战地情况不妙，乃又跳下火车来组织了敢死队，每人犒赏了20大洋，冒着炮火冲锋前进，一鼓作气夺到了直军的四挺机关枪，直军被湘军的勇猛攻势所吓倒，只好向后退却。
赵恒惕看见直军已后退，才重新再上火车回长沙。
23日直军增援反攻，战况激烈。24日湘军再度施威，把直军压迫到汀泗桥以北，于是汀泗桥火车站重入湘军之手。
25日靳云鹗旅被湘军包围，但是战场上发生了一个意外，由于直军遗弃了很多枪枝，湘军纷纷争夺这些战利器，于是直军便乘机反攻，湘军抵挡不住，向蒲圻和赵李桥败退。同时湘军右翼独立旅旅长易震东忽然率部倒戈，使湘军右翼发生动摇，径向通城迅速撤退，易震东是葛豪的表兄，葛豪曾做过吴佩孚的副官，后来加入湘军，一直升到铁道警备队司令，湘军“援鄂”前，赵恒惕派他去见吴佩孚，探访吴对湖北问题的态度，吴把葛留了下来。湘鄂战启，铁路警备队改编为独立旅，赵恒惕便以葛的表兄担任独立旅旅长。
战场形势突变，吴佩孚又叫海军在金口决堤淹湘军，左翼湘军因之也不能立足，由簰州、嘉鱼向临湘迅速撤退。
赵恒惕在长沙获知前线战况不利，乃于26日再赶赴前线，告诫官兵不得再退，并且亲自处决了两个作战不力的团长。由于统帅的亲临，才使湘军阵脚稳定了下来。
赵恒惕用全力应付当前的敌人，他把“援桂军”谢国光部从桂林调回，不过负嵎湘西的蔡巨猷、陈渠珍各部都调不动，所以比起强大的直军来，就有小巫见大巫之感。同时，军火无继，饷糈困乏，本来湘军一心想打下武汉，可以从汉阳兵工厂补充弹药军械，现在这个计划落空了，加上湘军久战疲劳，和新投入战斗的直军相比不免相形见绌，而吴佩孚陆续调动了海陆军，源源补充，士饱马腾。两者对照，湘军完全处于劣势。赵恒惕原来就不太赞成“援鄂”用兵的，他最担心的，就是可能召致吴佩孚的迎击，现在不幸而料中了，一切都和他担心的一样。他不愿见这场军事赌博失败，在饥不择食的情况下，他收容了在广西不能立足而逃到永州的桂军沈鸿英部。张辉赞向赵建议，主张解决沈鸿英，改编他的军队。可是赵宅心忠厚，认为沈穷而来归，处决他殊为不义。因此他给沈鸿英以“湖南援鄂自治军第三军”的番号，令其火速开赴前线。
同时赵曾电请陈炯明派军入湘应援，这时桂系已经瓦解，陈炯明为了履行湘粤同盟义务和巩固西南“联治派”的联合阵线，所以把粤军中的湘籍部队编为“援湘军”，派洪兆麟为总指挥，即日赴援。
可是，时间已来不及了，8月28日杜锡珪率领军舰七艘，运载北洋军第四十八混成旅、山东第一混成旅、湖北第四混成旅和第十二混成团，紧紧尾随在日本军舰的后面，由螺山向岳州上驶。湖南既无海军，江防又很薄弱，又不敢随便开炮，怕误伤日本兵舰，北方军舰遂得顺利通过洞庭湖而抵岳阳楼下。
28日下午4时，北方的海军炮轰岳州城，岳州方面守军只有第二混成旅两连，无力抵抗。而湘军统帅赵恒惕正在岳州，由于南津港桥梁被海军炮火所轰毁，火车不能通行，赵恒惕乃乘轿出走。岳州一溃，整个前线的湘军就像潮水一般溃了下来。
赵恒惕由岳州绕道平江向南退走，于30日回到长沙。这时长沙已陷于兵荒马乱中，医院里住满了缺肢断臂的伤兵，街头巷尾则是败兵和从医院出来的伤兵。败兵们和伤兵们曾冲入赵的总部，赵的勋章和军帽都不翼而飞。警察们因欠饷而罢岗。各学校和商会都被军队借驻。而前方还不断有败兵退回来，一路上抢吃抢钱，农村城镇都遭洗劫，耕牛鸡鸭和猪羊都被宰食。
更使赵恒惕痛心的，是江西督军陈光远，他一向对湖南都陪着笑脸，现在则乘火打劫，派萧安国一旅侵入醴陵，使得长沙岌岌可危。所幸沈鸿英部及时赶到，赵恒惕令沈率部开往浏阳、醴陵一带防堵。
由于长沙已受威胁，赵恒惕决定退守湘西，他回到长沙后即部署撤退到湘西的军事行动。可是就在他回长沙的第二天，驻长沙的英国领事突来访赵，愿意担任“调人”。赵犹豫间，英国领事主张由他陪赵乘坐停泊长沙的英舰“美格诺里亚”号到岳州去和吴佩孚面对面谈判。
原来，吴这时虽在军事上占了上风，可是本身的顾虑也非常之多，一方面奉系的压力加大，一方面川军已出军援湘，一支奇兵开到了宜昌，还有陕西问题也牵制了直系部分兵力，这些情况在长沙的赵恒惕并不知道。而吴佩孚面对当前局势，希望早日结束和湘军战争，所以暗中请英国领事出面作和事佬，敦促赵恒惕到岳州来和吴佩孚见面，同时签订湘直停战条约。吴佩孚是想终止了湘直战争，反过来利用湖南为南北双方的军事缓冲地带，这样他才能腾出力量来抢救鄂西，解除四面受敌的严重危机。吴佩孚向英国领事保证，只要赵恒惕愿意亲赴军前谈和，直军便保证不进攻长沙，并且维持赵恒惕的地位。
9月1日赵乘英舰到岳州，吴佩孚已乘江贞舰先抵。英舰停泊江中，英领事陪同赵恒惕乘小艇到吴的座舰拜访，两位老友还是第一次见面，相见欢洽。吴用兴奋的口吻对赵表示倾慕之忱，希望两人友谊不要因这场战争而受到伤害。同时请赵放心，直军决不侵犯湖南，更不会进占长沙。
吴赵这次会晤，传说两人正亲切的谈话时，后舱里忽然跳出一个长脸的汉子，揪着赵的胳膊大叫：“好！今天真要和你算帐，你为什么无端端要侵犯湖北。”赵吓了一跳，回头一看，原来是日本士官的老同学孙传芳，吴从旁替赵解围说：“馨远（孙传芳），过去的事不须谈了，湘鄂战争的戎首是宋鲁两人，不要错怪炎午（赵恒惕）。”其实这是不确的，吴治军很严，吴赵会谈，吴的部下怎敢随便闯进来。
两人扃门会议了一小时，吴提出湖南取消自治，惩办宋鹤庚、鲁涤平等祸首。赵坚决不同意。吴又提出直军驻防岳州，在这个问题上双方争论多时，赵只答应划岳州为不设防城市，双方都不驻兵，吴也不肯同意。
最后，赵终于接受了让出岳州的停战条约九款。包括双方以汩罗江为界，直军撤至黄街、长东街，湘军撤至湘阳白水，湘东、鄂西各军撤回原防，武长、株萍两路及江西交通一律恢复等。
湘直停战条约签订后，吴当天回到汉口部署鄂西军事，赵也回到长沙处理军事善后问题。赵一连接到陈炯明打来九个“百万火急”电报，询问前方战争情况，由于湘直停战条约成立，粤军援湘部队遂停止出发。
后来有人检讨这场战争，认为是王占元上了赵恒惕的当，赵恒惕又上了吴佩孚的当，不过这也不完全对，赵在湖南当时力图推行“自治”，湖北人反对王占元，求助于赵，赵一再犹豫，有人且责赵因为犹豫而失去一举攻占湖北的机会，所以王占元上赵恒惕的当是不正确的。赵援鄂不是完全基于野心，当时赵也没有吞吃湖北的野心，只是想援助鄂人治鄂，湘鄂一家而已。至于吴佩孚，他虽然对王占元不满意，可是王究竟还是直系，他已成为“新直系”的领袖，岂能坐视湖北落入两湖人之手唱自治。所以他当然要率兵入鄂的。
吴佩孚解除了湖南的正面战争后，就回师全力对付已经进入鄂西的川军。
原来四川方面由于内部不统一，也需要向外发展以消弭内争，所以组成了“四川援鄂军”，推刘湘为总司令兼第一路总指挥，但懋辛为副总司令兼第二路总指挥。刘湘本是川军第三军长，但懋辛是第一军军长，熊克武下台后，刘湘继任四川总司令兼省长，可是但懋辛是熊克武系，所以第一二两军暗中颇为紧张，“援鄂”就是为了和缓这种紧张。
“四川援鄂军”由川军第一二两军各抽调若干混合组成，派湖北籍将领潘正道为前敌总司令。
川军“援鄂”并未公开宣布。
川军沿长江顺流而下，于8月18日占领巴东、秭归后，分兵为三路，一路沿长江进攻宜昌，一路由长江北岸进攻当阳，一路由长江南岸进攻宜都。总目标是包围宜昌。
9月2日川军到达宜昌南岸，守宜昌的第十八师长卢金山、第十八混成旅旅长赵荣华都抵挡不住，急电向吴佩孚请援。吴对湘军采取了速战速决（水淹七军）的方针，和炮打岳州城的手段，并由英领事出面拉拢，解决了湖南的压力，于是腾出手对付川军，当湘直停战约成之日，正是川军兵临宜昌城下之时，可惜赵恒惕完全不知道川军的行动，如果知道，不只不会被迫签订城下之盟，也不会到岳州来乞和，自当调兵遣将与川军呼应，夹攻直军。
宜昌是长江上游一个重要的城市，英、美、日等国都有军舰驻宜昌水面，各国也有领馆在宜昌城内。川军包围宜昌后，英、美、日三国军舰上的水兵便以护侨为名，在宜昌登陆，而三国领事也出面调停川直战争，他们于9月5日前往夔州向川军代理第一路总指挥唐式遵接洽停战条件。
就在三国出面调解时，吴佩孚乃迅速调派第三师第一团，和王承斌的二十三师一部，张福来的二十四师一部以及王汝贤的第八师全部不分昼夜，开赴宜昌应援。
9月6日川军因谈判破裂再攻宜昌。直军坚守。
14日吴佩孚偕杜锡珪乘坐楚泰舰赶到。16日川军北路越过东山寺，吴佩孚亲在前线督战，奋力击退了川军，可是川军南路又进抵磨盘山，宜昌岌岌可危。18日吴在长江北岸大梁山、二梁山架炮轰击南岸川军，这支川军被迫退往朱家坪，北岸川军也退往南津关。从18到27日，吴在海军协助下先后占领南津关、平善坝、南沱溪，10月上旬又占领秭归、巴东、兴山。
鄂西战争打了一个多月，川军来势极凶猛，从9月10日到22日，占领长江两岸的险要地带，北路攻下当阳，南路攻下长阳，宜昌有随时被攻陷的可能，这一次吴佩孚又顺利地转败为胜，因为英、美、日三国出面调停，川军犹豫不前，吴则借这个时间增兵驰援，加上海军的协助，终于击退了川军。
可是川军虽败，吴则没有力量衔尾穷追，因为四川易守难攻，何况吴佩孚还要应付奉系和孙中山的北伐，所以遂与川军言和，条件只是川军退出鄂西一项。
吴佩孚把应付川军的责任交给孙传芳，对付湖南的责任交给张福来。
吴佩孚一生这是最得意的时候，“东征西讨”，得心应手。
早在湘军“援鄂”前，6月4日浙江督军卢永祥曾建议召开各省联席会议，推进自治运动，西南各省都表赞同，卢曾电请赵恒惕主持这个会议，赵很谦虚，他觉得自己声望不够高，不肯出面主持。
湘军驱王前后，赵曾派了代表多人分途到西南各省活动，打算在武汉攻下后，就在汉口召开各省联席会议，讨论组织联省自治政府，陈炯明和滇川黔三省当局都表赞同。
赵的代表还分途到了浙江、陕西、江西等省，皖系的卢永祥、陈树藩一致表示同意。陈树藩这时已离开了西安，可是手中还有兵，愿意由陕南出兵到湖北，与湘军在武汉会师。
最令人不懂的是直系的江西督军陈光远，也在湖南征求各省同意自治的名单上签了名，并向湖南代表胡瑛表示：湘军“援鄂”并不影响湘赣联防条约。原来陈光远讨好湖南是怕孙中山的北伐军出兵江西，又怕李烈钧进攻江西。后来吴佩孚击退湘军后，陈光远又翻了脸，对湖南出兵乘火打劫。
8月11日赵通电全国建议召开国民大会，讨论省自治和联省自治的问题。赵原意召开“各省联席会议”，后来有人建议赵，要能使吴佩孚同意，不如改换一个名称。早在吴佩孚驻军衡阳时，曾与广东军政府和湘桂两军成立秘密协定，拟在打倒安福政权后，即召开国民大会，通过恢复法统，取消南北两政府，另行组织全国统一的“合法政府”。直皖战争后，安福政权垮台，吴遂公开提出召开国民大会，但被张作霖猛烈反对，因此吴的建议落空，放了一个空心炮，耿耿于怀。此时赵若根据吴的旧案，加入新的内容，建议在汉口召开国民大会，通过省自治法，取消南北两政府，另行组织全国统一的联省自治政府，吴佩孚也许会同意的。这是赵等的如意算盘。
赵的建议，和吴佩孚武力统一的野心，完全背道而驰，也和卢永祥的提议不是一条路，因为卢的打算是反直系的。
吴反对自治是坚决的，这可以从他给刘湘的一封信中看出，他说：
“湘为自治之滥觞，筹备期年，治绩何若？以言裁兵，军队林立；以言财政，库空如洗；环顾三湘七泽，百姓流离，遍览衡、岳、洞庭，河山破碎。竟犹不知忏悔，乃假援鄂自治之名，甘为戎首。……若云联省，更深骇异。今虽南北分裂，而商贾之贸易如故，人民之交往如故，熙熙攘攘固犹是一国之民。昔美利坚行联省之制，乃由分而合，今我国倡联省之说，乃由合而分。流弊所及，直不啻举二十一行省裂为二十一国，瓜分豆剖，恐不在强邻而在萧墙之内也。”
吴曾扬言：“有我吴佩孚在，决不允许联省自治政府成立！”
关于湘军援鄂，兹抄录赵恒惕先生的访问录如下：
“直系王占元主鄂政有年，日事聚敛，所部军队复兵变迭起。当联省自治运动盛行之际，鄂人乃图驱逐占元自治，而苦无兵力，于是推李书城、蒋作宾、何成浚、孔庚乞援于湘、川两省以达其目的。
湖南既倡导省治于先，与湖北又有唇齿之谊，故慨允出兵相助。李、蒋等人并公布湖北省自治临时约法一件，举蒋作宾为总监，孔庚领自治军，而以留湘数年之夏斗寅部鄂军为先锋，湘省则遣宋鹤庚第一师为援军主力。余曾躬赴前线视师。
援鄂之役开始于十年七月下旬。湘军士气猛锐，连克要隘，羊楼司一役尤激烈。孙传芳部连败，王占元终遭免职。北方改派吴佩孚统大军来援，于是情势改变。
我军与吴军相峙于汀泗桥，迨吴遣海军攻岳州，我军后路顿受威胁，不得不撤退，岳州遂为北军所陷。四川熊克武曾约出兵援鄂，唯以联络不灵，当时川、湘双方军队均无电讯设备，乃无从配合作战。
湘军溃败之余，兵心涣败，军纪无法维持。如吴军追击，则长沙亦难固守。当时外界情况亦不甚明了，余乃决计冒险亲访吴佩孚于其停泊岳州之军舰上。以湖南民心，大局形势，向吴明晓利害，而吴亦方有事于北方，遂以此结好湘人，和议得以达成。正式停职，为九月一日。余与吴佩孚直接谈判之条件，则为北军暂驻岳州而已。……”
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