战争开始后，段芝贵除了偶尔看一看战报外，就是终日打牌。先前张作霖为了麻痹他，曾邀其推牌九。段芝贵赢了四十万元，但张作霖当场没付钱，只在事后派人送来公债票四十万。公债票折合现款连二十万都没有，段芝贵在打牌时便经常唠叨，说张作霖“输不起别来呀，太小气了”。
主帅如此，前方会部署成什么样可想而知。在西路参与作战的主要是边防军第一师和陆军第十五师，作为主力的第一师对作战基本无准备无计划，部队不但出发时忙乱，开火后同样如此，各部队全部自由行动，以至于开战几天后，营军需官都还未弄清团部在什么地方，更不必说旅部和师部了。皖军的军需本来相当充裕，但第一师连个补给机构都未成立，也没有指派统一指挥后方的负责人。
所幸第一团团长王兴文主动挑起了重担。王兴文原在保定军校讲授战术课程，很有心得，是北洋军中有名的战术专家，而且他指挥作战时也能身先士卒，颇得士兵拥戴。
战事初起时，王兴文用骑兵在前冲锋，炮兵随后掩护，向直军发起了极为猛烈的攻势。第一师的下级军官多为军校学生，虽然缺乏作战经验，但经徐树铮训练整顿后，却颇有一股初生牛犊不畏虎的气势。第一师师长曲同丰自己对此也颇为满意，对人说：“边防军的连排长都是拿戥子称过的，一个个服从命令，勇敢善战，都是好样的。”
直军被打得望风披靡，各部相继后退，溃逃中又被皖军俘去了一个整营。身为前敌总指挥的段芝贵闻讯乐得手舞足蹈，当晚就在作为指挥部的专车上开怀畅饮。
西路战场位于京汉路沿线，直皖两军的主力都集中于这一路，双方都势在必争。吴佩孚见战况不利，亲自率领参谋人员和生力军到前线迎敌，并使用集中火力的战术，对皖军正面发起猛攻。
北方夏天是多雨的季节，直皖开战后几乎天天下雨。北方的道路又多半是凹形，像沟一样，田在上面，路在下面，一下雨道路就成了天然排水沟。直军久在南方，对这样的大雨泥泞满不在乎，照样冒雨赤脚作战，皖军却都穿着雨衣，脚下还怕打滑，战斗力因此大打折扣。
在直军的猛攻之下，王兴文的骑炮组合很快就垮了下来，皖军被迫败退至高碑店，攻势转为了守势。
战场上的吴佩孚确实名不虚传，他紧接着又发起夜袭，双方战斗激烈，王兴文也在激战中被直军的炮弹击中身亡。
第一师的团营长大部分是旧军官，他们具备旧军官的一般特点，即平时爱财，战时怕死。王兴文是一个例外，他一死，直接影响了第一师的士气。师长曲同丰事后哀叹：“只有一个王兴文真不含糊，偏偏他阵亡了。”
段芝贵位于琉璃河车站的指挥部也遭到了直军的迂回攻击。发现直军袭来，以师长身份任段芝贵参谋长的魏宗瀚惊慌失措，段芝贵则吓得躺在专车的地毯上，连续大喊：“不要乱打枪啊！”
专车急急后退，事后才知道抄袭指挥部的其实仅有直军一个连。
在直军进行迂回时，与第一师并肩作战的陆军第十五师不仅按兵不动，而且还向第一师的炮兵阵地开了炮！
第十五师的前身是冯国璋在南京成立的一个混成旅，士兵多为冯国璋的同乡，军官也与冯非亲即故。冯国璋死后，刘询率部投段，才被编为了第十五师。
直皖战前，有人认为第十五师官兵与直系关系太深，让他们与直军作战恐怕不妥。段祺瑞就派魏宗瀚、陈文运去见刘洵，问他部下是否靠得住，刘询极力保证没有问题。魏宗瀚等人为了坚其心志，便又对他说：“事完了，你接曹三爷的事吧！”
刘询自己发誓效忠，又有让他做直督的许诺，段祺瑞深信第十五师不至于发生问题，便放心地将该部部署到了主战场。
战争开始后，刘询倒真没什么大问题，有问题的是他对部下是否可靠所打的包票。有人说，曹锟曾派人用二百万元的高价收买刘询，刘询不为所动。于是曹锟又派人收买齐宝善、张国溶，一共花了一百二十万元。这种说法未必可信，但齐、张与直系早有联系却是不争的事实。尤其张国溶为人较有心计，战前还曾去过保定多次。
总而言之，第十五师一部在齐、张的策动下倒戈了，这一突然倒戈给西路皖军造成了沉重打击。除了指挥部因此遇袭外，第一师也遭到直军和倒戈部队的夹击，师长曲同丰连同师部都被直军所俘虏。