在張大帥時期東北就已開始實行“整軍精武，勵精圖治”的政策，開礦、修鐵路、建電站、設銀行、辦學校，他們父子二十隻用了十幾年的時間，使東北的經濟在中國已舉足輕重。
東北地區建立最早建立了一批工業，其中軍事工業以及重工業佔了相當比例。張氏父子在東北建立的工業，側重於重工業與採掘工業。當時東北地區的鐵路、礦山、鋼鐵工業，也是全國最發達的。
從張作霖宣佈東北自治，根據自建自營方針，制定了龐大的鐵路修建計劃，並不顧日本多方阻撓，努力將其付諸實施.經過近十年努力，打破了東北鐵路長期由外國控制的局面。
張作霖不顧日本之反對，成立了自營自建鐵路的領導機構和執行機構——東三省交通委員會，開始築建東北鐵路網。
張作霖改革了東北的陸軍軍事力量有了質的飛躍。建立起了一個強大的陸軍！東三省兵工廠和奉天迫擊炮廠可以發現東北軍已經十分完善了基層火力的配屬，這也代表了東北當時擁有全國相對發達的重工業和兵工業每年生產大炮150門，炮彈20萬發，步槍6萬支，槍彈18000萬粒，輕重機槍1000挺以上，是全國最大的綜合性兵工廠！東北張學良所支持的汽車研究中心研究出了中國第一輛貨車汽車！是中國第一輛自己研製的汽車！張學良命名“民生”牌汽車！東北陸軍在軍事裝備、作戰理念、人員素質來説，都是當時中國最完美的配備！
東北軍是當時中國唯一海、陸、空編制齊備的軍隊。1922年，張作霖為同直係軍閥進行最後的決戰，從英法等國購買了大量的軍備，包括36輛“雷諾”FT-17型坦克。150mm迫擊炮，步兵支援性武器。 同時大量裝備了80毫米迫擊炮，其威力也一點不比75毫米野戰炮差，其性能遠遠高於75毫米野戰炮.1924年仿製奧21倍口徑100毫米輕型榴彈炮，1925年仿製日輕便榴彈炮，同年又仿製日38式150毫米榴彈炮東北軍實力最為強勁，軍種最全，裝備最好的軍隊。
東北海軍當時擁有3300人，佔全國61%！大小艦21艘，約32200噸，當時全國只有42000噸，東北海軍佔76.7%，第一個海軍軍事學院的創立校長是張作霖的第四個兒子張學思1949年4月受命創建海軍學校，任安東海軍學校副校長。東北無疑是中國海軍歷史上的光輝的起點。
其次東北空軍，國民黨時期擁有飛機最多的時候只有300多架，還是經過美國的幫助。然而東北空軍最強盛時已經擁有400多架飛機。然而這些飛機都沒有與日軍進行交戰，反而成為了日本屠殺中國的利器！張作霖為了東北空軍耗盡心血，從法國和捷克進口的先進戰機200多架，從意大利，德國，英國，法國同時進口各種類型的轟炸機，偵察機，教練機，民航飛機有262架。
張作霖建立東北講武堂用來培養東北軍事將領人才，培養了步，炮，騎，工，後勤醫療兵種，各級軍官9800人，加上各種研究班和教導隊共計約20000多人！是當時民國軍事學校存在最長，培養學員最多的軍事學校！我們不可忽視能夠看到，東北軍在張作霖死之後，四分五裂！
對於張作霖，可以説他是一個腐朽的軍閥，但是張作霖對於東北軍發展來説，無疑是一個非常具有軍事眼光的軍閥之一！他與中原作戰初期兩次遭遇失敗被迫退回東北，這讓他清楚的意識到了東北軍隊的弱點：武器裝備的落後，和軍事人才的匱乏！對於土匪出身的張作霖無疑是一個巨大的經驗教訓。隨後，他就開始大力發展東北講武堂事業，為東北軍培養了大量的軍事人才。也十分關注一戰期間的歐洲作戰經驗，學習引進飛機、坦克、艦船！成為名副其實的中國陸海空大元帥！
