口，临阵督战，凡十数昼夜，人不解甲，马不卸鞍，终于转败为胜，扭转战局。
6月18日，直军全权代表王承斌、杨清臣，奉军全权代表孙烈臣、张学良，在秦皇岛海面英国军舰上签订停战条约，双方自19日起撤退军队，结束战争。
20日，东三省议会联合推举张作霖为东三省保安总司令，孙烈臣为副司令，东三省保持独立姿态。
战后，张作霖于奉天召开会议，论功行赏，孙烈臣功居首位，授勋二位。
成立东三省陆军整理处，孙烈臣晋升东三省陆军整理处统监，姜登选、张作相为副统监，张学良为参谋长。
开始重组军队，将东三省全部军队整编为步兵27个旅，骑兵5个旅，使用统一番号。并拟定治军方案，举办军校，培养军事骨干，设立航空处，筹建空军，建立东北第一座兵工厂（即奉天兵工厂），制造枪弹，加强军队战斗力，准备湔雪战败之仇。
1924年4月25日，孙烈臣因胃病不治而卒，终年52岁。