蔡锷在云南通电讨袁，组成护国军，张学济受蔡派遣，返回湘西，组织力量讨袁驱汤（汤芗铭）。在乾城（今吉首市）宣布独立，成立湖南临时军政.府，任护国军湘西总司令兼辰沅道尹。随后，进驻沅陵，收编散兵游勇，整顿地方治安。
同年谭延闿二次督湘，任命他为湖南辰沅道道尹，兼守备司令。
一九一七年十月下旬，张学济和湘西镇守使田应诏、镇守副使兼第五守备区司令周则范、第二师第三旅旅长陈嘉佑，在沅陵、洪江、常德等地相继宣布独立。
张学济推旧友胡瑛为护法军湘西招抚使，永绥镇总兵谢重光为护法军副总司令。湘西护法军共有一万一千余人。
张学济响应护法后，率本部东进桃源。不久，应湖北石星川吁请，率部援鄂，随荆沙靖国军退往鄂西。
护法联军在岳州战败，大军南撤，湘西护法军便受到严重威胁。这时，据守常德一线的湘西护法军有田应诏、胡瑛所部共六千余人，周则范部约三千余人。
段祺瑞令原第十七师师长陈复初，在湖北长阳招抚旧部，恢复该师建制。然后会合原湖南第四守备区司令王正雅所部，进攻湘西。
四月二日，陈复初率十三个营约六千余人由沙市出发，经渔洋关进窥湘西。
湘西护法军急电唐继尧、刘显世，请求滇、黔军赴湘救援。唐、刘以湘西系滇、黔门户，不能见危不救，遂派黔军第一混成旅旅长卢焘和游击司令王华裔分别率部开赴辰州（今沅陵）、洪江，支援湘西护法军。
四月二十三日，北军陈复初与王正雅率部从临澧出发，经朱日桥进攻常德；并电请张敬尧令李奎元第十一师分由益阳、宁乡进逼汉寿，“俾壮声援”，请吴光新旅一部进驻公安及津市、澧县一带，相机策应。
四月二十五日晨，北军陈、王部在八里铺与湘西护法军接战，田应诏、周则范率部且战且退，扼守鳌山。下午三时，北军夹击鳌山，护法军不支，弃鳌山后撤。
田、周两军在鳌山失利后，拟与北军妥协，电邀张敬尧派人到常德谈判，表示护法军移驻桃源，将常德让给北军。
这时，已进至麻阳、辰州一带的援湘黔军闻田、周有妥协撤退之意，急在辰龙关至兴隆街一线展开，准备防堵。并警告田、周，如“遇有后撤者，必将迎头痛击”。田、周只好继续对北军作战。
五月四日，田应诏、周则范派人持函赴陈复初师司令部，诡称护法军将按前约移驻桃源，欢迎陈复初军入驻常德。
陈见函不疑，率军入常德城。及至城内，突然伏兵四起。田、周则率部从外面包围该城，实行内外夹攻。北军突遭攻击，军心大乱。
陈复初率部左冲右杀，夺路而逃，后只身逃往长沙。陈部朱泽黄旅退保津市。田、周联合林德轩、胡瑛等部，乘胜追击，于六日克复临澧。
五月十五日，田应诏、周则范致电冯国璋，主动要求“休兵息战”，划地自守。
此时，抵达津市的第十六混成旅旅长冯玉祥，也致函田、周，希望湘西各军停止进攻，让出常德、桃源，作为南北两军缓冲之地。
湘西军队已无心再战，同意与冯妥协。五月下旬，田、周率部撤出临澧、常德。冯玉祥旅进入常、澧后，也不再向南进攻。李奎元十一师则于六月中旬乘机占领了益阳、汉寿。
北军在第二次攻湘作战中，共投入兵力约十万人，并起用吴佩孚为主战场指挥，取得了明显战果。尽管北军付出了巨大的代价，但终于占领了湘省大部地区，基本上实现了预定计划。
护法联军之所以遭到失败，一是由于战前顿兵乞和，内部矛盾加剧，部队士气下降；二是缺乏战略协同，先是不与湖北靖国军配合作战，后又不与湘西护法军密切协同；三是在岳阳、平江防御战中，实行单纯防御。后来虽然取得了湘东反击战和湘西伏击战的局部胜利，但未能从根本上扭转颓势，不得不退守湘桂边界地区。
幸好北军主将吴佩孚在攻占衡阳后，以部队久战力疲为借口，顿兵不前。并在耒阳与湘军师长赵恒惕秘密谈判，约定从六月十五日起，双方于宝庆至茶陵一线停止交火，才使护法联军有了喘息的机会。
吴佩孚的自动停战，打乱了段祺瑞的进攻部署，加剧了直皖系间的矛盾。
汉口军事会议结束后，曹锟、张怀芝、倪嗣冲于四月二十六日联合电请政.府迅速召集新国会。
北京国务院于五月四日通电，否认要以临时参议院代行国会的一切职权。这显然是想让南方的护法，失去正当性。
段在南巡期间，全国掀起了反对中日密约的浪潮。
原来段在任参战督办时，以参战为名和日本洽商借款，名义上是编练参战军，实际是拿日本借款进行个人建军工作，并以一部分作为征南战费和筹备新国会之用。这些交涉不要说冯国璋不知道，连北京外交部也不知道。
一战以前，帝国主义的秘密外交使中国受害甚深。一战期间，日本出兵山东并对华提出“二十一条”要求，双方交涉后，于一九一五年五月秘密签订“民四条约”，日本取得战后继承德国在山东权益的法律依据。
袁世凯帝制失败身亡后，日本对华大举借款，获得诸多经济利益。这期间中日订立的条约、合同及换文等，尤其是与山东问题有关各件，由于未经国会批准也未公布，中国一般称为“中日密约”。对于国人来说，谈及“中日密约”是很敏感的。
“中日密约”问题与当时国际政治及国内派系斗争牵连纠缠，许多外交机密及幕后纠葛鲜为人知，当时报章宣传或捕风捉影，或有心扭曲遮掩，把问题搞得更加复杂。?
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