西安事变和平解决后,1936年12月25日,张学良送蒋介石回南京,从此一去不复返,于是轰轰烈烈的壮举之后便揭开了千古遗恨的悲剧序幕。近20万东北军群龙无首,并在主战主和问题上发生严重分歧,最后竟发展到内部残杀。1937年2月2日,不顾大局的东北军少壮派应德田、苗剑秋、孙鸣九等人杀死东北军元老派67军军长王以哲、西北总部参谋处处长徐方、副处长宋学礼和交通处长蒋斌等人。血案发生后,王以哲的至交、第105师师长刘多荃为了替王以哲报仇,将部队开进西安搜捕少壮派军官,诱杀了对促成东北军联共抗日有功的旅长高福源,致使内部残杀的悲剧愈演愈烈。危急关头,中共代表周恩来苦口婆心多方做工作,才避免了事态的进一步扩大。1937年3月东北军高级将领轻率地接受了蒋介石提出的东北军东调的“乙案”,钻入了各军不相统属、部队分割使用的圈套。东北军遂东调,分驻豫南、皖北、苏北地区。4月到6月,南京政府对东北军进行整训、缩编,化大为小,化强为弱,由每军四师的甲种军缩编成每军二师、每师二旅的乙种军编制,仅骑兵第2军保留三个师。东北军被蒋介石分割使用于各个战场,逐步被削弱、肢解、消灭,也有一部分在战场上起义,走向了新生。
东北军原有51、53、57、63、67五个军,1934年,57、67两个军并入51军,53军调到鄂豫皖剿匪,西安事变后,东北军所属骑10师、炮6旅、53军投蒋。西安事变后,东北军原有的17个师整编为10个师,各师改为2旅4团制的调整师。其中,51军原辖118师取消,仍辖原113、114师。49军辖105师及原57军的109师。53军之119、129两师番号取消,保留116、130师。63军在1936年4月即取消番号,仅保留三旅制的91师归53军。57军的109、120师番号取消,保留111、112师番号。67军在2.2事件王以哲被打死后,由吴克仁继任军长,115、117师番号取消,保留107、108师。这些部队中,各军坚持抗战,67军在淞沪大战后番号取消。51军和57军在鲁苏战区被TB挤兑,57军番号被取消,111师率先投共,后成为TB头号主力第38军的114师。其它部队被打散或退出山东战场。内战中,51军被歼灭于山东战场,49军在中原战场被歼,53军在辽沈战役中于沈阳被歼灭。
去了台湾,被蒋软禁