東北軍是原奉系張作霖的軍閥部隊，張作霖死後，其子張學良繼承了奉系的軍事實力.

東北軍在易幟初期，部隊以旅爲常設單位，共有陸軍 27個獨立旅， 騎兵5個旅.炮兵3個旅， 並且擁有獨立的空軍與海軍，兵力超過30萬。而且擁有當時亞洲最大的兵工廠-瀋陽兵工廠，武器裝備能夠做到自給自足.

中原大戰中，張學良在最後關頭出兵關內支持蔣介石，從而使蔣介石在中原大戰中獲勝.一年後，日本發動9.18事變，東北軍一槍不放退入關內，東北空軍飛機全部落入日軍手中，東北海軍由沈鴻烈（後任青島市長）帶領退到山東青島脫離東北軍序列.

瀋陽兵工廠被日軍佔領， 其後被日軍擴建成日軍最主要的兵工廠，侵華日軍 80%的武器裝備出自瀋陽兵工廠， 光是日產子彈就超過30萬發（當時國民黨最大的金陵兵工廠的日產2萬發不到）。

東北軍退入關內部隊被編成6個軍：

49軍(軍長： 劉多荃),第51軍(軍長：于學忠), 第53軍(軍長：萬福麟),第57軍(軍長：繆澄流),第67軍(軍長：王以哲),騎兵軍(軍長：何柱國)

關外的東北軍部隊吉林的馮佔海部編成第63軍，但僅轄第91師，1936年第63軍明令撤銷， 第91師隨後被湯恩伯吞併.

江橋抗戰揚名的黑龍江馬占山部隊後退入關內，在綏遠西部組成東北挺進軍， 解放戰爭初期滅亡.

抗日戰爭時期：

6個軍（49軍，51軍， 53軍，57軍，67軍，騎兵軍）

抗戰中東北軍各自爲戰.根本就沒有組成過兩個以上的軍更大的編制單位.

第67軍在淞滬會戰全軍覆滅； 第57軍1941年被撤銷番號，1943該軍餘部重建番號爲第12軍； 騎兵軍後改番號爲騎兵第2軍，多次消耗後，最終被撤銷番號；第49軍也在抗戰中消耗只有105師.

解放戰爭時期

4個軍（12軍，51軍，49軍，53軍）共7個師

第51軍1947年初就殲於魯南，第49軍1947年秋覆滅於遼西、第12軍1948年夏於兗州被殲，第53軍1948年底於瀋陽投誠，

東北軍主要國民黨將領：

于學忠（魯蘇戰區總司令）、鄒作華（全軍炮兵總指揮）、劉多荃（第12戰區副長官）、何柱國（魯蘇戰區副總司令）、董英斌（冀察戰區副總司令）、周福成（第8兵團司令官）。

注：于學忠是原直系吳佩孚的將領，1927年才投靠張作霖，嚴格上不算東北軍嫡系。

東北軍主要共產黨將領：

呂正操上將（鐵道兵團司令兼政委）、萬毅中將（42軍首任軍長）、解方少將（志願軍參謀長）