功升官的好机会，机不可失，于是十分卖力，他不费吹灰之力就设计诱杀了杜立三，喜出望外的徐世昌立即奏报朝廷为张作霖请功，张作霖被朝廷赏银5000两，并提升为奉天省巡防营前路统领。不胜感激的张作霖进省来向总督谢委，徐世昌命督署总参议周树模代见，闲聊中周树模问他：“你为什么愿意受抚？”张作霖不假思索地说：“回禀大人，我想升官发财！”回答得非常干脆明确。

张作霖并不满足于已取得的所有，他无时无刻都在想着如何抓住机会，再进一步。1908年，徐世昌又一次将目光投向了他，派他到辽源、洮南一带追剿被沙俄收买的蒙古叛匪，张作霖果然又一次不辱使命。此时，张作霖的军事实力已经有了较大的发展，巡防营扩充为七个营兵力，队伍增至3500多人。

这次剿灭叛国蒙匪之后，张作霖羽翼渐丰，野心勃勃的他不再甘心蛰居洮南一隅之地，他在耐心等待时机，蓄势待发。1911年辛亥革命爆发，在奉天以张榕为首的革命党企图推翻东三省总督赵尔巽的统治，宣布奉天独立。赵尔巽对此惊惶失措，因驻省会清军第二混成旅倾向革命，政治上不可靠，遂急电令驻防在通辽一带的后路巡防营统领吴俊升前来救驾，以资震慑。政治头脑非常敏锐的张作霖截获了这个情报后，认为机会来了，于是日夜兼程，三天内到达奉天，积极镇压革命党的起事活动，挫败了革命党，维护了赵尔巽的封建统治。就这样，张作霖成功地为自己日后的飞黄腾达铺垫下了坚实的踏脚石。辛亥革命后，袁世凯篡夺了共和国大总统要职，身为清廷东三省总督的赵尔巽，摇身一变成了民国的奉天都督，节制奉、吉、黑三省。1912年，北洋政府对陆军进行整编时，经赵尔巽推荐，张作霖的巡防营被改编为陆军第27师，张作霖任中将师长。1916年4月，北京政府又任命张作霖为奉天督军兼省长，一跃而为奉天举足轻重的实力派人物。从此，张作霖由原本清廷一个小小的武官，成了民国的新贵，以其为首的奉系军阀开始形成。张作霖称霸奉天全省之后，很重视文治武功，不仅接纳了一批军校出身的新派，而且还网罗了一批官僚政客，协助他治理奉天军政。野心勃勃的张作霖，在奉天省安定以后，又着手兼并了吉林、黑龙江两省，1918年9月，北京政府屈于张作霖的军事压力，任命张作霖为东三省巡阅使，总揽东三省军政大权。至此，张作霖成为名副其实的“东北王”、“张大帅”，以他为首的奉系军阀也最终形成。