力持武统
张勋复辟后，黎元洪引咎辞职，由镇守南京的副总统冯国璋代理大总统。1917年8月10日，徐树铮再次出任陆军部次长。当时，西南的桂系陆荣廷、滇系唐继尧等军阀处于独立状态，孙中山也在广东发起护法运动，湖南自治运动勃兴，面对南北分裂的局面，段祺瑞力主武力统一，而冯国璋则主张“和平混一”，使府院之争再起。徐树铮与段祺瑞紧紧站在一起，共同进退。1917年11月，皖系的另一骨干傅良佐在湖南被陆荣廷打败，武力统一政策受挫，段祺瑞和徐树铮相继辞职。
徐树铮辞职后，继续为武力统一政策四处活动，他将直隶督军曹锟拉拢过来，又召集北洋各省督军和督军代表（除长江三督外）召开天津会议，于是武力统一的呼声重新高涨，段祺瑞为首的皖系军阀又占了上风。在徐树铮等人的压力下，冯国璋被迫赞同武力统一，到1918年2月时，曹锟、吴佩孚、张敬尧、张怀芝、冯玉祥等各路军阀纷纷南征。
徐树铮在向冯国璋施压的同时，又秘密怂恿奉天督军张作霖率兵入关。他的目的一是为了加大迫使冯国璋主战的压力，二是为了截获陆军总长段芝贵向日本订购的武器，四分之三给张作霖，四分之一给自己，三是让冯国
璋亲信王士珍下台，皖系领袖段祺瑞重新出任总理。 2月22日，奉军在秦皇岛强行截获日本军械，冯国璋和段祺瑞均对徐树铮勾结张作霖截获军械之举极为惊讶，徐树铮辩解说他是为了防止军械落入主和派手中。 段祺瑞本欲利用这批军械编练“参战军”，不愿其落入张作霖手中，遂召见徐树铮，指责他此举是“教猱升木”，徐树铮反问教长江三督“升木”者是谁（即冯国璋），段祺瑞无言以对。 进入3月以后，奉军在徐树铮的策划下陆续入关，拥护段祺瑞重新上台，徐树铮的计划遂大功告成。在段祺瑞下台后的几个月内，徐树铮在各路军阀间的纵横捭阖是他在政治舞台上独立完成的第一个“杰作”。当时在正志中学教书的著名学者林纾曾作《匹马度关图》以称颂之。
段祺瑞第三次做总理以后，徐树铮专注于武力统一，他以奉军副司令的身份代行总司令张作霖的职权，指挥数万奉军南下应援作战，反复激励和催促曹锟、张怀芝率领第一、二路南征军赴湖南与南军作战，并遥控浙闽联军进攻广东，指示川陕刘存厚和陈树藩坚持抵抗护法军。起初北军节节胜利，夺取了岳阳和长沙。1918年4月，徐树铮与段祺瑞一道“南巡”汉口，召开军事会议。段祺瑞返回北京后，徐树铮南下长沙，亲自部署战局。这时湘军赵恒惕、刘建藩等部已反攻回来，徐树铮急调一支奉军迅速入援，自己于5月1日回京，继续辅佐段祺瑞展开对南作战。随着战争陷入胶着状态，局势越来越对皖系不利，特别是段祺瑞政府在1918年5月16日签订的《中日陆军共同防敌军事协定》披露以后更是引起了新一轮的反战浪潮。5月21日，徐树铮受段祺瑞之命再次南下汉口、长沙，稳住前线士气。
操纵选举
张勋复辟后，段祺瑞就采纳研究系梁启超、汤化龙等之意见，宣称不要旧国会、不要旧约法、不要旧总统，而是成立了一个过渡性的临时参议院，并由冯国璋签署了选举新国会的命令。徐树铮遂积极从事于新国会的绸缪，打算成立一个支持皖系军阀的政党来控制国会。他认为政党一词“为世诟病”，已经污名化，王揖唐乃建议用俱乐部之称，又因为该俱乐部在1918年3月8日成立于北京安福胡同，故称为安福俱乐部。由于徐树铮是现役军人，不便直接出面，因此是安福俱乐部的幕后操纵者。1918年6月，徐树铮自南方前线回京后，更加紧锣密鼓地筹划选举事宜。由于权势干预，安福系与梁士诒、叶恭绰等的交通系联手在参众两院选举中大获全胜，成功排斥了劲敌研究系。徐树铮大喜过望，于1918年6月29日致电各省督军说：“各省区参、众选举已揭晓者，其成绩以奉、皖、黑、晋、热、察、中央各部及蒙、藏为全胜，吉、豫十之九，京、绥五分四，鲁、苏四分三，直、赣、浙三分二。以上选员得人，为国称庆，吾兄闻之，当亦为之快慰也。” 此次选举出的国会是中华民国第二届国会，由于安福系包揽70%以上的议员名额，因此又称“安福国会”。
安福国会出笼后，选举新任大总统成为当务之急。代理大总统冯国璋并非不想转正，但他看到国会已被安福系控制，自知大势已去，不愿参选；国务总理段祺瑞虽然在政斗中处于上风，但由于树敌过多，直系军阀及国会中的交通系、研究系都不乐见他当选，南方更是誓死反段，所以他也表示不参选大总统。而标榜超然主义的北洋元老徐世昌成为众望所归的大总统候选人。9月4日，徐世昌当选中华民国大总统，作为这次选举幕后导演的徐树铮在现场“面有得色” ，并第一时间将此消息通报给各省军民长官。徐树铮领导的安福系在国会和总统选举中出尽风头，引起各方不满，尽管他一心维护段祺瑞的地位，但段祺瑞权衡利弊，决定辞去总理之职，专任参战督办。1918年10月10日，徐世昌正式就职，段祺瑞和冯国璋也同时下台，由钱能训代理国务总理。但段祺瑞仍在徐树铮等人的辅佐下把持着实权。徐树铮在筹划国会选举的同时，杀死了段祺瑞的政敌陆建章。此事虽在段祺瑞的袒护下不了了之，但引起了各路军阀的不满，尤其是陆建章的侄女婿冯玉祥，虽然当时并未流露，却为七年后刺杀徐树铮埋下伏笔。
武统失败
徐树铮活跃于北京政界之时，南方前线的局面却越来越糟。先是主将曹锟称病北返，吴佩孚等前线将领又产生厌战情绪，私下与南方通款，又发电斥责徐树铮“坚持武力、得陇望蜀”，甚至公然反对安福系选出的徐世昌当大总统。另一方面，张作霖与徐树铮也产生龃龉，徐树铮不得不于1918年10月1日辞去奉军副司令之职，专任参战督办处参谋长，负责编练参战军。
不久后，第一次世界大战结束，不仅国际和平成为人心所向，国内和平也压倒了武力统一之声，新任大总统徐世昌公开鼓吹南北和解，美国和日本也不愿段祺瑞的武力统一政策继续下去。在此情况下，段祺瑞与徐树铮难以坚守武力统一政策。1918年10月24日，徐世昌下了一道和平令，徐树铮自然不甘接受，徐世昌乃把他支去日本“观操”。11月4日，徐树铮启程赴日，11月16日，徐世昌下达停战令，武力统一政策宣告破产，等12月16日徐树铮“观操”归来时，南北和平会议已经拉开帷幕，徐树铮对此无可奈何，遂于12月25日请假回徐州省亲，以示不满。
其后徐树铮一面继续编练参战军，一面幕后操纵南北和会，徐世昌亦不愿受段祺瑞、徐树铮的摆布，起用徐树铮的死对头靳云鹏、张志谭分别为陆军总长、次长以牵制之，南方则要求解散安福国会及参战军，各方矛盾在此期间交织在一起，使南北和会毫无进展，到1919年5月13日，南北谈判破裂。
西北筹边
尽管参战军没有遭到解散，但在国内外追求和平的潮流下，依赖日本借款、挑起南北战争的皖系军阀已成为众矢之的，最受段祺瑞器重的徐树铮更是被推上风口浪尖。因此，徐树铮不得不为参战军找一条出路，而这条出路就是外蒙古。辛亥革命时，外蒙古在俄国庇护下独立，后又取消独立，改为自治，中华民国仅享有宗主权的空名。俄国十月革命以后，外蒙的王公和喇嘛受到震动，遂生撤销自治、回归中国之心，日本则指使出身布里亚特人的白俄军官谢苗诺夫染指外蒙，这种局势使外蒙撤治提上了北洋政府的议事日程。
徐树铮很早就关注外蒙问题，1912年在给当时还是段祺瑞手下干将的靳云鹏的信函中就已阐述他力保蒙古的战略思想。 1918年10月，徐树铮辞去奉军副司令之职后，负责编练参战军，派人到河南、安徽等地招募新兵，组成三师四旅的规模。1919年1月，皖系人物察哈尔都统田中玉提出条陈，首次公开提出撤治的建议；4月17日，徐树铮提出《西北筹边办法大纲》，不仅主张撤治，更提出了使外蒙与内地一致的同化政策。6月13日，北洋政府正式任命徐树铮为西北筹边使，7月18日颁布西北筹边使官制，同时参战军改为边防军，参战督办处改称边防督办处。6月底以后，边防军陆续开拔外蒙。徐树铮动员的驻守外蒙古的边防军其实只有第三旅第七、第八两个团的兵力，其余大部分边防军都驻守内地，以备军阀混战之用。…
