1927年，张作霖五十二岁，驻节北京。这一年张在北京怀仁堂就任“中华民国陆海军大元帅”，代表中华民国行使统治权。实际集军政大权于一身。这是北洋军阀统治时期的最后一届中央政府。

就任大元帅后，日本方面的压力随之而来。10月11日，山本到北京大元帅府面见张作霖，软硬兼施，拿出事先拟好的文件要求签字。张作霖没有当面回绝，而是让山本去找杨宇霆谈“具体问题”。最终在《满蒙新五路协约》上，张作霖只写了一个“阅”字，未署姓名，为日后否认留下余地。日方一些人由此认定，张作霖在羽翼已丰之后，对日本的要求不再“言听计从”。‌‌

1927年这一年，张作霖从“东北王”走到了北洋政权的最高位置，次年，北伐军逼近京津，他于1928年6月3日乘专列离京返奉。6月4日清晨，列车行至沈阳皇姑屯车站附近时被日本关东军预埋的炸药炸毁，张作霖重伤，当日不治身亡。‌