虽然上海诸人反对，北京有段祺瑞阻拦，12月19日，徐树铮还是带着跟他一起出国考察的随员乘坐顺天轮由上海奔赴天津。23日，徐树铮一行抵津，宋子扬借了英国领事馆的轿车相迎接，徐树铮登车后径直驰入北京，而其他随员则乘坐火车赴京。徐树铮于当天抵达北京之后即下榻无量大人胡同王宅，其他随员则分别住宿到旅馆里。安排妥当之后，徐树铮随即单独往见段祺瑞，据说二人见面之后，“相对跪拜，抱头痛哭”。自当年相逢，二人便携手走来，三造共和，手创皖系，经历世事浮沉，如今再见，自是不胜感慨。
徐树铮虽是忤逆段祺瑞的意思闯入北京，但是段祺瑞并未责怪。只是单靠只手之力又如何能够力挽狂澜？徐树铮进京，固然有恃北方战乱而促皖系东山再起之意，但是等到徐树铮入京，郭松龄已经战败，李景林经过天津苦战之后也已溃逃。此时的冯玉祥地位仍不稳固，但暂时却无忧患。外事渐趋平稳，而段祺瑞的性命也暂时无忧，纵有墨索里尼扶持，皖系也难有作为，段祺瑞和皖系诸人于是劝徐树铮速速南下，只恐迟则有变。
对于徐树铮而言，在北京这座城已不是第一次来去，但之前每次离去之后再归，必然是耀武扬威，从未有一次再回来会如此狼狈地离开。但时势如此，他只好告别段祺瑞，于29日乘专车南返。徐树铮所乘的专车在晚9时开动，于凌晨1时抵达廊坊，专车即被拦下，冯玉祥所部的张之江派人上车，将徐树铮拿下。关于徐树铮的死说法不一，按照徐树铮三子徐审交的说法，徐树铮在被挟持下车之后，即在距离车站一里远的地方被枪杀，其随员则被全部拘禁在英美烟草公司的司令部马棚。而根据张之江的参谋长张钺口述，徐树铮当晚被幽禁在英美烟草公司旁边的一个仓库里，而其随员则被幽禁于一处马厩里，到上午陆建章的儿子陆承武抵达，才结果了徐树铮的性命。徐审交和张钺所属阵营不同，因此所述内容也有不少出入，但无论怎样，徐树铮确实在廊坊遇害。翌日，天津各报就刊出了“陆承武替父报仇杀死徐树铮”的巨幅新闻，因此当时民众都以为是陆承武为了报昔年徐树铮的杀父之仇，在廊坊设计杀死了徐树铮。这段公案一直被压了二十年，直到抗战胜利之后，徐树铮的儿子徐审交到法院打官司，才使得真相大白于天下，原来陆承武不过是个挡箭牌，操刀的人是张之江，传令和谋划的人则是冯玉祥。