1927年,在北京下令绞杀李大钊等多名革命者。郭俊政府成立了,他成了北洋政府的最后一任元首陆海军元帅。日本满铁社长山本太郎在北京就满蒙新五方协定达成秘密谅解。
1928年,北伐军姜、冯、严、李攻打奉军,奉军全部崩溃。1928年6月2日,张宣布退出北京。
因为他拒绝满足日本帝国主义的无理要求(包括在葫芦岛开矿、办厂、移民、建港等。),1928年6月4日凌晨5时许,张乘专列从北京返回奉天,驶至皇姑屯附近京奉南满铁路交汇处桥口时,被日本关东军预埋的炸弹炸毁。乱世枭雄,身负重伤,于当日去世,享年53岁。这就是当时轰动海内外的“皇姑屯汽车爆炸案”。公元65438+2月,张之子张学良发出电报,宣布东北三省和热河省服从南京国民政府,史称“东北改旗”。