曹锟一听，心想与其楚材晋用，不如楚弓楚得，于是对汤芗铭说，自己本来就要重用吴佩孚1911年，辛亥革命爆发。山西革命军联络了同盟会秘密会员吴禄贞，准备在吴统率的北洋军第六镇的配合下，进攻北京。清廷得知消息后，立即派曹锟亲率第三镇驻保定的第一协，西出娘子关，攻打山西革命军。部队开抵娘子关时，炮兵第三标部分官兵哗变，原任标统撤职，在曹锟的提拔下，吴佩孚继任第三标标统，从此对曹锟感恩戴德。

1912年，南北和谈达成协议后，孙中山辞去临时大总统职。2月25日，南京临时政府派出以蔡元培为首的5个专使，到北京迎接袁世凯南下，就任临时大总统职。袁世凯为了拒绝南下就职，于29日指命曹锟在北京制造“兵变”。当日傍晚，吴佩孚的部下，配合步兵第九标的炮队，首先奉命兵变。他们驻扎在朝阳门外的东岳庙，下午6点多钟，穿着灰棉军服，提着步枪一拥而出，沿途大呼小叫，朝天乱放枪。

朝阳门外多的是饭铺和货摊，一时间被抢个精光。炮队一闹，第三镇的其他队伍不约而同上街。一时间，北京城内城外枪声四起，烟火冲天。兵变导致了袁世凯在北京就任临时大总统的阴谋得逞，随后，北洋军的镇改为师，标改称团。吴佩孚仍担任第三师炮兵第三团团长，驻扎南苑。

1914年4月，兵变有功的曹锟以长江上游警备总司令的身份，率第3师进驻岳阳，扼守湖南咽喉，监视南方革命力量。行前，曹锟将吴佩孚提为师部副官长。师部副官长在官衔上虽高于团长，然而却无一兵一卒，吴佩孚极为苦恼。但是，不久，吴佩孚就显露出他的才华，受到了曹锟的重用，并逐渐成为曹锟的心腹。事情的转机在于吴佩孚的一次演讲。

1915年，长沙举行了一次民众团体大会，湘督汤芗铭第一个训话。吴佩孚则代表未出席的曹锟演讲。凭着秀才的学识和卜卦算命的口才，吴佩孚出口成章，对湖南历史文化大加赞扬，对汤芗铭的“功绩”也极力颂扬。汤芗铭极为受用。在一次与曹锟闲谈时，汤芗铭称赞吴佩孚是个“出类拔萃”的人，甚至要求调吴佩孚到督军衙门中来为他所用。曹锟一听，心想与其楚材晋用，不如楚弓楚得，于是对汤芗铭说，自己本来就要重用吴佩孚，婉言拒绝了汤芗铭的要求。不久，吴佩孚被提为第六旅少将旅长。吴佩孚受宠若惊，向曹锟发誓：“今后佩孚决尽心竭力，誓死追随，以报知遇之恩。”

1916年1月，袁世凯命令曹锟督师进川镇压云南护国军。为了笼络部下，袁世凯大封将军，乱授爵位。吴佩孚被破格赏为三等男爵，授予陆军中将之衔。而按洪宪封爵条例，师长一级只能受“轻车都尉”，尚在男爵之下。

然而，袁世凯称帝不得人心，结果众叛亲离，四面楚歌。面对此种形势，前线的曹锟忧心忡忡，坐卧不安。因为他在北洋系统中既无地盘，又无防区，袁世凯一倒，前景凄凉。

于是几次与吴佩孚商谈。吴佩孚则献计道：“表面与袁世凯虚与委蛇，暗中联络各地反袁将领。”

曹锟听后大喜，于是，采取了圆滑的两面政策。从3月起，曹锟表面上对袁世凯继续敷衍，暗地里却联络与疏通诸路反袁军。结果，在这成败荣辱的时刻，由于吴佩孚的献策及时得当，袁世凯倒台后，曹锟立于不败之地，从此他更加信任吴佩孚了，吴成为曹锟的心腹。

袁世凯暴卒后，北洋军阀分裂为直、皖、奉三系，分别以冯国璋、段祺瑞、张作霖为首，在这群雄鼎立的局势中，吴佩孚再次向曹锟献计，认为总统黎元洪不过是个傀儡；而国务总理段祺瑞手握大权，不可不防；副总统冯国璋控制长江中下游，是段祺瑞的惟一竞争对手，应当加以联络。而最重要的是自己手中必须有一支武装力量，这样在混乱的局势中才有发言权。吴佩孚提出了“扩充基本武力”的主张。于是，曹锟的第三师开始大肆招兵买马。

1917年7月1日，张勋复辟，曹锟吩嘱吴佩孚拟稿电贺，吴佩孚将稿拟好后，正好有至友请吃饭，喝得酩酊大醉，不省人事，将稿丢掉了。曹锟派人将吴佩孚叫去，要他把电稿读给他听，以便发出。这时吴佩孚还没全醒，就含糊地回答曹锟说：“张勋就要败了，还打什么贺电！”

不久，段祺瑞组织“讨逆军”讨伐。曹锟起而响应，被任命为“西路讨逆军”总司令，吴佩孚为先锋，率全旅进驻卢沟桥、宛平。6月，吴佩孚带领队伍对驻守丰台的张勋的“辫子军”发起进攻。张勋部队毫无招架之功，纷纷溃退。12日，各路“讨逆军”围攻北京。吴佩孚一马当先，领兵由彰仪门进攻天坛，驻守天坛的三千“辫子军”一触即溃，大部投降。张勋被段祺瑞击败，曹锟从此对吴佩孚更加言听计从。

张勋复辟失败后，冯国璋代理总统，而政府大权却掌握在国务总理段祺瑞手中。段祺瑞阴谋武力统一，决定对南方用兵，却遭到直系所属的长江三督即湖北王占元、江西陈光远、江苏李纯的反对，被迫辞职。属于直系的曹锟与皖系保持着良好的关系，他在段祺瑞的诱惑下，接受了徐树铮的指使，发出了主战的声明，并且当众表示：“我愿意战至最后一人！”

吴佩孚在保定得知后大惊失色，急忙赶到天津，向曹锟陈述利害，指出皖系利用异己的阴谋。曹锟如梦方醒，忙询问补救措施。吴佩孚提出了“先战后和”的主张，即先与南方一战以挫其锐气，然后与其议和，给段祺瑞当头一棒。曹锟闻言大喜，马上委托吴佩孚代理师长，率第3师沿京汉路南下，驻扎汉口，待命进攻湖南。

北洋军计划两路进攻湖南，第一路由总司令曹锟实为吴佩孚指挥，第二路由张怀芝、张敬光率领第五师、第七师从江西进攻。第二路推进缓慢，第一路前敌总司令吴佩孚的军队却连连告捷。1918年3月17日，吴佩孚围攻岳阳，湘军自动放弃，吴佩孚不费一枪一弹即进驻了岳阳。当晚，由于南方联军尚没退尽，刚入岳阳的吴佩孚以为中了埋伏，惊惶失措地命令部队撤退下令炮轰岳阳城。18日晨，吴佩孚指挥队伍再次“占领”岳阳；26日，南方湘、粤、桂三省联帅谭浩明不战而退，溜出长沙，吴佩孚吉星高照，未遇任何抵抗，顺利进入了长沙。

入湘一战，吴佩孚声誉鹊起。在曹锟眼里，吴佩孚不仅是个熟读《四书》、计谋多端的秀才，更是一个能征善战的战将。从此，曹锟完全把兵权交付吴佩孚，逢人就夸耀道：“子玉是我最大的本钱。”