民国十年（1921年），第一次直奉战争打响，憨玉琨部由直系军阀的实力人物吴佩孚改编为第二十七师，憨玉琨晋升师长之职，驻防洛阳，势力大为扩大。成为师长的憨玉琨就职后，声言做的第一件事就是要荡平洛阳周围的土匪流寇之窝点，而孙殿英首当其冲。面对新的政治格局和军事形势，孙殿英知道自己无力和憨玉琨抗衡，甚至连周旋的余地都极小，为保全自己的实力，不致被憨部吃掉，只好认错知悔，向憨玉琨表示臣服。在一番托人求情、行贿之后，孙殿英再次归顺憨玉琨部，并被改编为一个独立团。孙殿英因祸得福，又从营长升为团长。
民国十二年（1923年），直奉大战再起，在吴佩孚亲临山海关前线督战、冯玉祥倒戈发动北京政变、直军即将全面溃败之际，孙殿英也趁机发动兵变。他同丁香玲部的一个骑兵连兵合一处，在洛阳四周攻城掠地，大力收编地方民团和各地庙道信徒，一时声势颇大。憨玉琨无可奈何，只好打电报告知在山海关前线准备指挥直军全面反攻奉军的吴佩孚。但这时冯玉祥倒戈已成，北京政变已经发生，奉军大军压境，怎顾得了孙殿英政变一事。吴佩孚在气恼之中，只好电令憨玉琨守住洛阳，见机行事。孙殿英在势力进一步扩大后，便自封为独立旅旅长，离开洛阳周边，率部窜往豫、鄂两省边界自由活动。