东北军一度是民国时期数一数二的军政集团，它在巅峰时期三分天下有其二，炮兵力量和军工甚至比委员长的中央军还强。在九一八事变后，东北军的各个部队有了不同的结局。
在1931年上半年，东北军的主要部队的编制如下：
旅名
旅长
驻地
辖团
陆军独立第7旅
王以哲
沈阳
第619、620、621团
陆军独立第8旅
丁喜春
打虎山
第622、623、624团
陆军独立第9旅
何柱国
山海关
第625、626、627团
陆军独立第10旅
刘翼飞
兴城
第628、629、630团
陆军独立第11旅
董英斌
前所
第631、632、633团
陆军独立第12旅
张廷枢
锦州
第634、635、636团
陆军独立第13旅
李振唐
昌黎
第937、638、639团
陆军独立第14旅
陈贯群
山海关
第640、641、642团
陆军独立第15旅
姚东藩
高桥
第643、644团
陆军独立第16旅
缪激流
新立屯
第645、646、647团
陆军独立第17旅
黄师岳
昌图
第648、649、650团
陆军独立第18旅
杜继武
大凌河
第651、652、653团
陆军独立第19旅
孙德荃
盘山
第654、655团
陆军独立第20旅
常经武
洮南
第656、657、658团
陆军独立第21旅
赵芷香
宁安
第659、660、骑21团
陆军独立第22旅
苏德臣
双城
第661、662、663团
陆军独立第23旅
李桂林
长春
第664、665、666团
陆军独立第24旅
李杜
依兰
第667、668、669团
陆军独立第25旅
张作舟
永吉
第670、671、672团
陆军独立第26旅
邢占清
哈尔滨
第673、674、978团
陆军独立第27旅
吉兴
延吉
第676、677、678团
陆军独立第28旅
丁超
长春
第679、680、681团
陆军独立第29旅
王永盛
龙江
第683、684、685团
陆军独立第30旅
于兆麟
八面城
第686、687、688团
陆军独立第31旅
富春
围场
第689、690团
表格中从第七旅到第十九旅都是辽宁部队，剩下的一半部队则是黑龙江和吉林部队。此外东北军还有六个骑兵旅、一个骑兵师、一个骑兵团，外加三个炮兵旅和两个炮兵团。在东北军中辽宁部队人数最多，火力也最强，十个炮兵团都在辽宁国防军名下，辽宁国防军就是少帅的看家部队。
东北军还有七个省防旅，他们的编制如下：
省份
旅名
部领导
驻地
吉林
省防第1旅
孙鹤喜
方正（投日）
吉林
省防第2旅
王绍南
洨河（投日）
辽宁
省防一旅
于芷山
山城镇（投日）
辽宁
省防二旅
张海鹏
洮南（投日）
黑龙江
省防第1旅
张殿九
兰屯
黑龙江
省防第2旅
苏炳文
海拉尔
黑龙江
省防第3旅
马占山
黑河
九一八事变爆发前的七月份，石友三所部六万多人突然和东北军开战，关内局势吃紧，少帅抽调了一个炮兵旅、三个骑兵旅外加十个步兵旅的兵力消灭石友三部。在九一八前后，东北军在关内的部队一共有12个步兵旅，它们分别是第11、第13、第14、第15、第16、第17、第18、第19、第20旅、第25旅、第29旅和第30旅，两个骑兵旅和两个炮兵旅（炮兵第六、第七旅），少帅的嫡系武力几乎抽掉一空。
九一八事变爆发后，少帅手下在辽宁仅存的第7旅（看家部队，驻守沈阳）、第12旅、第19旅、第20旅、骑兵第3旅以及炮兵第八旅撤到关内。吉林和黑龙江的东北军则大半投降了日军，上面提到的吉林部队五个国防旅只有第25旅（余部）没有投降日本，在宽城子对日军进行了抵抗。黑龙江部队除了万福麟的部队外（被派到了河北），留守部队几乎全部投降，只有土匪出身的马占山和另外两个黑龙江省防旅进行了抵抗。
在九一八事变后，整个东北军的兵力就暴跌为20多万。长城抗战时期，日军进犯热河，少帅的长辈汤玉麟又不战而逃，东北军热河分支也土崩瓦解。由于九一八、锦州和长城抗战的影响，东北军兵力进一步下跌为17万人左右，它也失去了对29军、晋绥军等部队的控制权，成了一支流亡在关内的军队。
在西安事变前，东北军的主力部队主要分为四个军。第六十七军的编制是第一○七师、一○八师、一一五师和一一七师共四个师，它是少帅的主力部队；第五十七军下辖一○九师、一一一师、一一二师和一二○师，这两个军都是少帅的核心武力。东北军中的第五十一军是直系吴佩孚的老部队，军长于学忠直到吴佩孚彻底失败前才转投东北军，它和东北军主力真不是一条心，这个军三个师中有两个都是于学忠的嫡系，西安事变时这个军远在甘肃。东北军最后一个军是黑龙江部队改变的第五十三军， 下辖一一六师、一一九师、一二九师、一三○师。东北军在进入西北前有足足十三个师的兵力，结果被红军一口气消灭掉三个，委员长又扣着编制不给，加上其他因素，少帅就闹出了西安事变这个大新闻。
西安事变后，按照少帅的原意，第六十七军军长王以哲等人要带着东北军同杨虎城合作，在乱局中求发展。但人算不如天算，王以哲被东北军少壮派干掉后，少帅嫡系乱成一团，第五十一军、五十二军投靠了委员长，东北军残存的骑兵部队外加两个炮兵旅也转投了委员长。抗战中，委员长又对东北军进行了削弱处理，到解放战争时期，东北军的残存部队已经彻底成了杂牌部队，最后消失在历史长河中。
