戰爭開始後，段芝貴除了偶爾看一看戰報外，就是終日打牌。先前張作霖為了麻痺他，曾邀其推牌九。段芝貴贏了四十萬元，但張作霖當場沒付錢，只在事後派人送來公債票四十萬。公債票折合現款連二十萬都沒有，段芝貴在打牌時便經常嘮叨，說張作霖“輸不起別來呀，太小氣了”。
主帥如此，前方會部署成什麼樣可想而知。在西路參與作戰的主要是邊防軍第一師和陸軍第十五師，作為主力的第一師對作戰基本無準備無計劃，部隊不但出發時忙亂，開火後同樣如此，各部隊全部自由行動，以至於開戰幾天后，營軍需官都還未弄清團部在什麼地方，更不必說旅部和師部了。皖軍的軍需本來相當充裕，但第一師連個補給機構都未成立，也沒有指派統一指揮後方的負責人。
所幸第一團團長王興文主動挑起了重擔。王興文原在保定軍校講授戰術課程，很有心得，是北洋軍中有名的戰術專家，而且他指揮作戰時也能身先士卒，頗得士兵擁戴。
戰事初起時，王興文用騎兵在前衝鋒，砲兵隨後掩護，向直軍發起了極為猛烈的攻勢。第一師的下級軍官多為軍校學生，雖然缺乏作戰經驗，但經徐樹錚訓練整頓後，卻頗有一股初生牛犢不畏虎的氣勢。第一師師長曲同豐自己對此也頗為滿意，對人說：“邊防軍的連排長都是拿戥子稱過的，一個個服從命令，勇敢善戰，都是好樣的。”
直軍被打得望風披靡，各部相繼後退，潰逃中又被皖軍俘去了一個整營。身為前敵總指揮的段芝貴聞訊樂得手舞足蹈，當晚就在作為指揮部的專車上開懷暢飲。
西路戰場位於京漢路沿線，直皖兩軍的主力都集中於這一路，雙方都勢在必爭。吳佩孚見戰況不利，親自率領參謀人員和生力軍到前線迎敵，並使用集中火力的戰術，對皖軍正面發起猛攻。
北方夏天是多雨的季節，直皖開戰後幾乎天天下雨。北方的道路又多半是凹形，像溝一樣，田在上面，路在下面，一下雨道路就成了天然排水溝。直軍久在南方，對這樣的大雨泥濘滿不在乎，照樣冒雨赤腳作戰，皖軍卻都穿著雨衣，腳下還怕打滑，戰鬥力因此大打折扣。
在直軍的猛攻之下，王興文的騎炮組合很快就垮了下來，皖軍被迫敗退至高碑店，攻勢轉為了守勢。
戰場上的吳佩孚確實名不虛傳，他緊接著又發起夜襲，雙方戰鬥激烈，王興文也在激戰中被直軍的砲彈擊中身亡。
第一師的團營長大部分是舊軍官，他們具備舊軍官的一般特點，即平時愛財，戰時怕死。王興文是一個例外，他一死，直接影響了第一師的士氣。師長曲同豐事後哀嘆：“只有一個王興文真不含糊，偏偏他陣亡了。”
段芝貴位於琉璃河車站的指揮部也遭到了直軍的迂迴攻擊。發現直軍襲來，以師長身份任段芝貴參謀長的魏宗瀚驚慌失措，段芝貴則嚇得躺在專車的地毯上，連續大喊：“不要亂打槍啊！”
專車急急後退，事後才知道抄襲指揮部的其實僅有直軍一個連。
在直軍進行迂迴時，與第一師並肩作戰的陸軍第十五師不僅按兵不動，而且還向第一師的砲兵陣地開了炮！
第十五師的前身是馮國璋在南京成立的一個混成旅，士兵多為馮國璋的同鄉，軍官也與馮非親即故。馮國璋死後，劉詢率部投段，才被編為了第十五師。
直皖戰前，有人認為第十五師官兵與直系關係太深，讓他們與直軍作戰恐怕不妥。段祺瑞就派魏宗瀚、陳文運去見劉洵，問他部下是否靠得住，劉詢極力保證沒有問題。魏宗瀚等人為了堅其心志，便又對他說：“事完了，你接曹三爺的事吧！”
劉詢自己發誓效忠，又有讓他做直督的許諾，段祺瑞深信第十五師不至於發生問題，便放心地將該部部署到了主戰場。
戰爭開始後，劉詢倒真沒什麼大問題，有問題的是他對部下是否可靠所打的包票。有人說，曹錕曾派人用二百萬元的高價收買劉詢，劉詢不為所動。於是曹錕又派人收買齊寶善、張國溶，一共花了一百二十萬元。這種說法未必可信，但齊、張與直系早有聯繫卻是不爭的事實。尤其張國溶為人較有心計，戰前還曾去過保定多次。
總而言之，第十五師一部在齊、張的策動下倒戈了，這一突然倒戈給西路皖軍造成了沉重打擊。除了指揮部因此遇襲外，第一師也遭到直軍和倒戈部隊的夾擊，師長曲同豐連同師部都被直軍所俘虜。