马占山也因在突泉战役中功勋卓著而因被提升为营长，此后在军中声名鹊起，一路高升，两年后，他跟随吴俊升督军赴黑龙江省驻防，又升任团长；1925年，他又被任命为第十七师第五旅旅长。
此后不久就爆发了第二次直奉战争，马占山旅被调至河南新乡驻防。第二次直奉战争结束后，马占山率部回防东北。途中，他“目睹民众当兵燹之余，疫死枕籍，遂减马粮之半，分赠民众”。
马占山回到东北不久，11月，突然爆发了郭松龄倒戈事件。
郭松龄，1883年生于辽宁省沈阳市深井子镇渔樵村，字茂宸。1905年就读于奉天陆军小学堂，后被派到北洋陆军第二镇随军见习。1909年随朱庆澜换防进入四川，担任连长。1910年加入同盟会。1911年，升任第68标第2营营长。武昌起义后，朱庆澜受到革命党人争权夺利的影响，遭到排挤，愤而离川，郭松龄也由此离开四川返回到奉天。来到奉天后又参加了张榕领导的联合促进会密谋起义，但遭清政府当局逮捕。1912年12月25日，正当郭松龄等被带到大西门外荒草地杀人场行刑时，一个女人拿着一份当日的《盛京日报》，一边大喊着：“刀下留人！”一边火急火燎地闯进法场。原来这份报纸上刚登出《清帝退位诏书》，出示给监斩官看，告之曰清帝已退位，大清帝国不复存在，因而也就无权斩杀犯人。这个女人就是韩淑秀，她在千钧一发之际，以政局骤变的快讯，挽救了郭松龄等的生命。两人由此建立了感情，后来结为恩爱夫妻。1912年郭松龄考入北京将校研究所。1913年秋，郭松龄考入中国陆军大学，毕业后任北京讲武堂教官。1917年，孙中山组建护法军政府，郭松龄投奔孙中山，后被委任为粤赣湘边防督办参谋、广东省警卫军营长，后转任韶关讲武堂教官。孙中山领导的护法运动失败后，郭松龄也就无法留在广州，只得再次返回奉天，任东三省陆军讲武堂战术教官。也正是在此期间结识了正在讲武堂学习的张学良。
张学良与郭松龄一见如故，张对他湛深的学识和脱俗的人品极为钦佩。郭松龄虽比张学良年长19岁，两人却成了莫逆之交。张便在父亲面前推荐郭松龄，郭于是被张作霖委任参谋长兼第二团团长。此后，由于郭松龄作战能力颇强，深受张作霖赏识，1921年，张又委任郭松龄为第八旅旅长，当时与张学良领导的第三旅组成司令部，成为奉军核心战力。郭松龄的才能在1922年第一次直奉战争中表现的淋漓尽致，当时奉军全线溃败，只有张学良与郭松龄领导的东路部队取得胜利，一举挫败了吴佩孚突破山海关直捣关东的计划。
1924年第二次直奉战争中，张学良与郭松龄担任第三军的正副军长，与姜登选、韩麟春为正副军长的第一军作为奉军的主力，再次击溃直军并获得胜利。张作霖任命张学良为京榆驻军司令部的司令，又郭松龄任副司令，显然对郭松龄十分信任。但此时，郭松龄对张作霖的做法已经十分不满，他的主张与张作霖军阀做法南辕北辙，故而当张作霖将大批奉军开入关内占领南方各省时，郭松龄向张作霖提出要退出关内，保境安民，这个不合时宜的建议当然未被张作霖采纳。而此时，由于郭松龄过人的才能，加上备受张作霖父子的青睐，因而遭到奉系上层其高官的排斥，如杨宇霆等人就竭力排挤郭松龄。当郭松龄三番五次向张作霖提出他的主张后，张作霖也开始对郭松龄起了疑心，于是，迫不得已，1925年，郭松龄与夫人以到日本考察为名暂时避开了奉系内部的斗争。而在日本时，又听到张作霖正在日本大批购买武器的消息，而目的就是要再次与南方的国民军开战。郭松龄不由地十分恼火，说道：“我是国家军人，不是某一个私人的走狗，他若真打国民军，我就打他”。
无奈，1925年11月，郭松龄返回中国在天津秘密策划反奉，于是秘密联络冯玉祥，但没想到事后却被冯玉祥出卖。郭于是向张作霖连连发电，要求张作霖下野，请张学良接管大权，宣布国、奉两军停止行动。后在滦州起兵，同时杀害了姜登选，通电全国，发表反奉宣言。之后，郭松龄将所辖7万人改编为4个军，挥戈北上。率军攻占山海关，夺取绥中、兴城一带，一举攻破连山防线，占领锦州。奉军受到郭松龄的突然倒戈而不由地全部退却到辽河东岸据守。张作霖一时也惊恐万状，悬赏80万元欲得郭的人头。但张作霖也是枪林弹雨里混过来的人，他一面暗中与日本关东军联系，请求帮助，一面准备逃跑。他对郭松龄的为人相当了解，他知道凭借这7万军队和郭的才能，如果没有日本人的帮助，他很可能被打败，因而他也才认为这回自己很可能彻底完了。于是，他也在做下野的准备，已经开会布置关于下野和议和一事。同时他秘密调集29辆汽车装上家私细软往返运到南满货栈，准备逃往大连。然后再运来十余汽车的汽油及引火木柴，布满大帅府的楼前屋后，随时准备将这一豪宅付之一炬。这时奉系文武官员也纷纷携眷躲避，商店关门，奉天城一片混乱。
此时，如果郭军获胜，那么东北权力就将归到郭松龄名下，而张作霖则成为败亡之寇。因此，日本再也坐不住了，当郭松龄在攻打新民县巨流河时，日本关东军发动突然袭击。
此时，张作霖也已经命令吴俊升率部切断郭松龄的后方。之后，吴俊升急令马占山率部至新民县境的白旗堡附近，白旗堡的弹药库被马部烧毁，此时日本飞机又对郭军阵地进行狂轰乱炸。
在日本和张作霖内外夹攻下，郭松龄所部终于不敌，一败涂地。马占山率部乘胜向营口方向追击。同时，马占山派一个营仅仅追击郭松龄夫妇。12月24日在新民县一个农家的菜窑里郭松龄与夫人韩淑秀被奉军逮捕。得知郭松龄被捕后，张作霖电令将其押赴奉天，而张学良却强硬地要求将郭松龄夫妇交给他审理，但与郭松龄结怨甚深的杨宇霆深怕夜长梦多，于是私自下令枪毙。25日，当郭松龄夫妇被押至辽中县老达房后，押解人员说：“郭军长请下车吧，到地方了。”郭松龄与夫人执手相望，彼此惜别，韩淑秀笑道：“大丈夫为国而死，死得光荣。军长请先走一步，我随后便来了！”随后，郭松龄被枪决，接着韩淑秀倒下。当得知郭松龄已死后，张作霖也只好命令曝尸三日方可收葬。
由于对郭作战有功，马占山于次年被张作霖任命为骑兵第十七师师长，旋又提为骑兵第二军军长。张学良宣布东北易帜后，他被调任黑河警备司令。