北京政变，使吴佩孚腹背受敌，全军主力丧失殆尽，万不得已，于11月2日率残部二千余人乘舰南下。
第二次直奉战争之后，奉张与冯玉祥的矛盾逐渐扩大，各方调和的结果是把段祺瑞重新推上政治舞台，任中华民国临时执政。
1924年12月，令吴俊升督办黑龙江省军务善后事宜。1925年元月，吴将省防军改为保卫团。
2月，“善后会议”开幕，吴俊升为善后会议会员之一。3月，东北军再次整编，吴兼任第十八师师长。
1925年10月，吴俊升奉张作霖命令，指挥万福麟、穆春、张九卿等部骑兵，向多伦、张家口进军，袭击冯玉祥西北军后路。
11月下旬，接到张作霖关于郭松龄在滦县倒戈反奉的告急电，吴俊升立即从热河班师助张。
张作霖派吴为“讨逆”军总司令兼左翼军司令。
12月，吴亲至前线督阵，他所指挥部队除一部增援张作相的右翼外，其余均在左翼，形成夹击郭军态势。
23日，巨流河决战，郭军受挫，由胜转败。
24日，吴部骑兵更乘机袭击郭设在白旗堡的指挥部，郭松龄夫妇潜逃，被穆春骑兵师王永清团追上俘获，傍晚押在新民老达房（今老大房）一烧锅（酒厂）院内。
25日，郭被害于老达房村外五里许辽河沿地。
29日，张作霖在帅府召开讨郭善后会议，吴俊升等一些老派人物认为附“逆”的这些东西都是“郭鬼子”（郭松龄外号）一手训练出来的，将来恐怕靠不住，不如将他们一网打尽，坚持主张“刑乱用重，此辈叛徒，不（宜）轻恕”。
1926年1月，奉张与冯玉祥的国民军再战，7月吴俊升部先后占领榆树沟、沙门口和多伦。
时北伐军已从广东出发，接连在两湖、赣闽战场取得胜利。
为了挽救北洋军阀即将灭亡的命运，解决北方统一及对南用兵问题，张作霖屡次召开会议，吴俊升、张作相等老将希望保境安民，而张宗昌及少壮军官则要求以援吴（佩孚）、援孙（传芳）、“讨赤”为名，夺取被援助者土地。
后孙传芳因被北伐军战败投奉。
1926年11月，在天津蔡园会议上吴俊升与孙传芳、张宗昌等十六名将领联名通电，推举张作霖为安国军总司令。张于12月就职，随即出兵河南及苏、皖，吴俊升、张作相负责巩固后方。
1927年6月，吴俊升、孙传芳
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