在1920年直皖战争中，皖军的参战部队如下，西路皖军为：曲同丰边防军第一师、陈文运边防军第三师第五旅、刘询陆军第十五师、魏宗瀚陆军第九师的两个营、李进才陆军第十三师的辎重营等部队。东路皖军为：宋子扬西北军第二混成旅、边防军第三师的两个团、陆军第九师的一部分。

在皖军参战部队的序列中，我们可以看到不少“边防军”，这“边防军”究竟是什么部队呢？在袁世凯死后的北洋政局中，这支部队又扮演的什么样的角色呢？

实际上，所谓的“边防军”就是“参战军”，1917年北洋政府对同盟国宣战，宣布加入协约国，大总统冯国璋迫于段祺瑞的要求，设立参战督办，此时日本用协助编练参战军引诱段祺瑞签订了《中日陆军共同防敌军事协定》和《中日海军共同防敌军事协定》。协定签订之后，日本方面派遣大批的军事人员，协助段祺瑞训练参战军。这支新军的军官来自于保定军校的毕业生，最初先训练了两个教导团，总兵力大约3200人（训练完成之后派往各部），从接近皖系的军队中抽调精兵组成。

教导团编练完成之后，又从山东，河南安徽等地招募了三万多人，经过短暂的训练之后，正式成军，最后有三个师：第一师师长曲同丰，也就是直皖战争中西路皖军的主力后来被俘投降，成军之后驻北京北苑；第二师师长马良，驻山东济南；第三师师长陈文运，驻北京南苑，这三个是所使用的武器大多数来源于日本，步枪全部使用日本的三八式步枪，可谓是相当精良了，同时，其训练方式也完全是日本式的，这支部队绝对算是皖系军阀的王牌军了。这支部队正式成军的时候已经是1919年了，而第一次世界大战早就在1918年结束，所以这支部队的名称由“参战军”改为“国防军”后来又改为“边防军”。

除此之外，为了扩张自己的实力，段祺瑞还组建了大约两万多人的西北边防军，他们的统帅就是大名鼎鼎的徐树铮。早在参战督办处设立之前，段祺瑞为了逼迫冯国璋“参战”暗中唆使张作霖，与秦皇岛夺取了一批冯国璋政府从日本购买的军械，当时时任奉军副司令的徐树铮以此组建了大约五个旅的兵力，后来徐树铮和张作霖闹翻，后又经过协商，一个旅的部队前往湖南，另外四个旅划归参战处，后来随着边患日益严重，徐树铮将这四个旅整编，又招募新兵，建立起了西北边防军，1919年，徐树铮正是靠着这支西北边防军部队出兵外蒙古。

那么这两支部队战斗力究竟如何呢？直皖战争的过程，咱们前面也叙述过了，不得不说在京津主战场“参战军”的战斗力实在是不敢恭维“十五晚十时，段军又向驻扎高碑店之直军攻击，当由吴佩孚率队将段军遮断。段芝贵又下令逼迫前进，将士不应,两翼先退，正面军队亦随同退却约三十余里。十六日两军相战，段军又败，伤亡甚多。十七晨,直军与边防军第一师大战于涿州之北，边军相率溃逃，旅长范尚品阵亡，程旅长无力抵抗,亦即潜逃，其余团、营长及兵士伤亡者，不计其数。”是直皖战争西线皖军的战斗实况。

而在山东德州的分战场，边防军表现反倒还可以，直军被马良之边防军第二师小挫“十七日早开赴前线黄河涯，作为预备队。十八日，本第一营奉命出发，左翼行进十余里，而突然遇敌，早八点开火，至下午四点，被敌人大炮轰散全营。本团第二、三营救兵到时，第一营以依然被敌击散，只落三十余人败回返营。本团长所调机关枪，亦为无效，直说寡不敌众”。但从直皖战争总体来说，边防军表现是很糟糕的。

直皖大战，皖系一败涂地，皖系嫡系部队边防军和西北边防军要么被遣散要么被收编，比如在山东德州的边防军第二师，皖系战败后被改编为第七混成旅，而洛阳的西北军第五混成旅则发生了哗变，随后绝大多数的官兵都溃散而去，从此，皖系军阀势力退出了历史舞台。