东北军

东北军为中华民国时东北的奉系军阀武装，是当时中国唯一海、陆、空编制齐备的军队。东北易帜之后，编为国民革命军东北边防军，纳入南京中央政府军系统，拥有兵力约三十万。

军阀时期

前身为奉系军阀张作霖所统率的军队，称为奉军。辛亥革命之后由东北地区的保安部队和新军组成。1920年协助直系军阀击败皖系段祺瑞，势力扩张到山海关关内。1922年与直系冲突，爆发第一次直奉战争，结果兵败被迫退回关外。1924年再次爆发直奉战争，直系内部冯玉祥在跟奉系谈判之后倒戈发动北京政变，直系军阀曹锟和吴佩孚失败，奉军重新控制大部分关内地区，远达上海。1925年秋吴佩孚发动反奉战争，冯玉祥也策动奉军郭松龄反叛，最终奉军击败冯玉祥，郭松龄被杀。1926年春，张作霖入主北京，并与直军妥协停战。
1927年张作霖自命中华民国陆海军大元帅，摄行大总统职责。1928年，奉军被蒋介石、李宗仁、冯玉祥、阎锡山的北伐军联军打败，退回南满。因一直未回应日军对南满的种种经济和政治上的诉求，张作霖乘火车，被日本关东军行刺，炸成重伤，当日送回奉天官邸后即死去，是为皇姑屯事件。其子张学良赶回东北继任，随即归顺国民政府，史称东北易帜。

东北边防军

1929年，奉军被蒋介石改编为国民革命军东北边防军，简称“东北军”，约30万人，由张学良统辖。1930年爆发中原大战，东北军支持蒋介石，主力再次入关，控制京津地区，并收编冯玉祥军宋哲元部。
1931年九一八事变爆发，张学良为保存实力，对日本侵略不作抵抗，主力大部退入关内，只有黑龙江省主席马占山和少量东北军官兵拒绝执行张学良的“不抵抗政策”，自发组织反抗日本侵略军。
1933年，旗下宋哲元部参加抗日长城战役。1934年3月，张学良就任鄂豫皖剿匪总司令部副总司令，驻武昌；部分东北军南下。1935年夏，张学良任西北剿总副总司令（总司令是蒋介石），16万东北军主力被蒋介石调至陕甘一带围剿红军，经历劳山、榆林桥、直罗镇三次战役，损失近三个师。官兵久厌内战，张学良秘密至上海会见杜重远、李杜等人士，中共秘密党员刘鼎赴张学良处工作。1936年12月12日，张学良和西北军将领杨虎城发动西安事变，迫使蒋介石与中国共产党合作抗日。

东北空军

1921年1月，张作霖下令设置东三省航空处，并派其参谋长乔赓云为处长，委派副官、军需官、军医官、工厂管理员、技工等干部掌握航空处各项事务，在沈阳东塔农业实验场旷地修建飞机场，以章斌、庄以临等为飞行骨干，组建航空队。这样东北航空军成形。飞机主要以购买，列强赠送，战场上缴获等方式获得。张学良又创办了沈阳航空学校，作为训练航空人员的机构，并从陆军军官中选拔人员赴法留学。
1923年9月，张作霖任命张学良为东三省航空处总办，用以加快东北航空军的建设步伐。1925年，东北航空处已经拥有六十多名飞行员，五十多架飞机，于是正式建立飞龙、飞虎、飞鹏、飞鹰、飞豹等５个航空兵队。飞豹队成立不久，即归张宗昌指挥。1925年秋，成立东北空军司令部，由张学良兼司令。这是一支拥有现代技术装备和具有坚强战斗力量的空军劲旅，在张作霖入关作战中充分发挥作用。如1927年对直系靳云鄂部的战斗中，奉军空军出动30多架战机，直军在奉军陆空攻击下溃不成军。据估计，在东北空军全盛时期，飞机约有250架至300架。
东北易帜前，东北空军估计还有200架左右。1929年因中东路事件东北空军损失惨重，因此张学良刚从法国进口大量新式飞机。满洲事变，1931年9月19日清晨，日军攻入沈阳东塔机场。丧失飞机100余架，40余架成套从捷克购来的尚未启封安装的机件及附设工厂的全套设备等全部落于敌手，东北空军至此落寞。

东北海军

东北海军，在中华民国北洋政府时期，由东北奉系军队张作霖、张学良的奉系集团建立并控制的海军部队。由东北海军总司令由先后由张作霖、张学良父子兼任，沈鸿烈任副总司令（海军上将衔）兼代总司令职。总司令部设在沈阳，设有参谋处、副官处、秘书处、军衡处、军需处、军械处、军法处等机构。
1911年，北京政府派遣江亨、利捷、利绥、利川等舰远赴东三省的黑龙江，以防范俄国革命后中俄边境的动乱。这是东北第一只正规海军舰队。
1920年，庙街事件，江亨舰长陈世英借炮给苏俄红军，炮轰日本领事馆。日本扣留江亨舰，后经长期交涉，日本方才归逻。4月，吉黑江防筹备处购买三艘江轮，改装为军舰，成立吉黑江防舰队。之后因经费不足，奉军张作霖提供他们经费，江防舰队慢慢成为奉军的一部分。
1922年8月,在北京政府、吉黑江防舰队、奉系军阀三方因素的作用下，张作霖收编原属北京政府的吉黑江防舰队，创建东北江防舰队，迈出了建立东北海军的第一步。而后奉系军阀不断地对海军加大投入和建设，不仅购买军舰扩充实力，而且创办自己的海军学校，建立了东北海防舰队。
1928年后东北海军吞并直系的渤海舰队，达到全盛时期。拥有巡洋舰“海圻”号、“海琛”号、“肇和”号，驱逐舰“同安”号，炮舰“永翔”号、“楚豫”号等大小舰只21艘，约有3．22万吨，舰队官兵约3300人。当时全国海军舰只有4．2万吨，官兵约有5400人。东北海军在全国海军中是占有绝对优势的。
1928年底东北易帜后，东北海军成为南京国民政府统辖的仅次于中央海军的一支海上武装。