在张大帅时期东北就已开始实行“整军精武，励精图治”的政策，开矿、修铁路、建电站、设银行、办学校，他们父子二十只用了十几年的时间，使东北的经济在中国已举足轻重。
东北地区建立最早建立了一批工业，其中军事工业以及重工业占了相当比例。张氏父子在东北建立的工业，侧重于重工业与采掘工业。当时东北地区的铁路、矿山、钢铁工业，也是全国最发达的。
从张作霖宣布东北自治，根据自建自营方针，制定了庞大的铁路修建计划，并不顾日本多方阻挠，努力将其付诸实施.经过近十年努力，打破了东北铁路长期由外国控制的局面。
张作霖不顾日本之反对，成立了自营自建铁路的领导机构和执行机构——东三省交通委员会，开始筑建东北铁路网。
张作霖改革了东北的陆军军事力量有了质的飞跃。建立起了一个强大的陆军！东三省兵工厂和奉天迫击炮厂可以发现东北军已经十分完善了基层火力的配属，这也代表了东北当时拥有全国相对发达的重工业和兵工业每年生产大炮150门，炮弹20万发，步枪6万支，枪弹18000万粒，轻重机枪1000挺以上，是全国最大的综合性兵工厂！东北张学良所支持的汽车研究中心研究出了中国第一辆货车汽车！是中国第一辆自己研制的汽车！张学良命名“民生”牌汽车！东北陆军在军事装备、作战理念、人员素质来说，都是当时中国最完美的配备！
东北军是当时中国唯一海、陆、空编制齐备的军队。1922年，张作霖为同直系军阀进行最后的决战，从英法等国购买了大量的军备，包括36辆“雷诺”FT-17型坦克。150mm迫击炮，步兵支援性武器。 同时大量装备了80毫米迫击炮，其威力也一点不比75毫米野战炮差，其性能远远高于75毫米野战炮.1924年仿制奥21倍口径100毫米轻型榴弹炮，1925年仿制日轻便榴弹炮，同年又仿制日38式150毫米榴弹炮东北军实力最为强劲，军种最全，装备最好的军队。
东北海军当时拥有3300人，占全国61%！大小舰21艘，约32200吨，当时全国只有42000吨，东北海军占76.7%，第一个海军军事学院的创立校长是张作霖的第四个儿子张学思1949年4月受命创建海军学校，任安东海军学校副校长。东北无疑是中国海军历史上的光辉的起点。
其次东北空军，国民党时期拥有飞机最多的时候只有300多架，还是经过美国的帮助。然而东北空军最强盛时已经拥有400多架飞机。然而这些飞机都没有与日军进行交战，反而成为了日本屠杀中国的利器！张作霖为了东北空军耗尽心血，从法国和捷克进口的先进战机200多架，从意大利，德国，英国，法国同时进口各种类型的轰炸机，侦察机，教练机，民航飞机有262架。
张作霖建立东北讲武堂用来培养东北军事将领人才，培养了步，炮，骑，工，后勤医疗兵种，各级军官9800人，加上各种研究班和教导队共计约20000多人！是当时民国军事学校存在最长，培养学员最多的军事学校！我们不可忽视能够看到，东北军在张作霖死之后，四分五裂！
对于张作霖，可以说他是一个腐朽的军阀，但是张作霖对于东北军发展来说，无疑是一个非常具有军事眼光的军阀之一！他与中原作战初期两次遭遇失败被迫退回东北，这让他清楚的意识到了东北军队的弱点：武器装备的落后，和军事人才的匮乏！对于土匪出身的张作霖无疑是一个巨大的经验教训。随后，他就开始大力发展东北讲武堂事业，为东北军培养了大量的军事人才。也十分关注一战期间的欧洲作战经验，学习引进飞机、坦克、舰船！成为名副其实的中国陆海空大元帅！