西安事变后，张学良的东北军大多数都被蒋介石找各种各样的理由，缩编了，整个东北军部队仅有6个军，每军2个师。到解放战争时，整个东北军仅有4个军，即王铁汉的49军，周毓英的51军，霍守义的12军，周福成的53军。在这四个军中，唯一一个全美械化军的部队，是周福成的53军。53军也是当时美械化军唯一一个杂牌军部队。 西安事变和平解决后，张学良被蒋介石扣留，东北军失去统帅，内部很快出现分裂。1937年2月发生二二事件，王以哲等元老派军官被少壮派杀害，部队内部矛盾激化。蒋介石借机推动东北军东调豫皖苏地区，分驻各地，避免重新集结。3月，东北军高层接受乙案，东调后南京政府立即展开整训缩编。从4月到6月，原每军四师的甲种军被压缩成每军二师、每师二旅的乙种军编制，只有骑兵第2军保留三个师。整编后东北军剩下6个军：49军（刘多荃）、51军（于学忠）、53军（万福麟）、57军（缪徵流）、67军（吴克仁）和骑兵第2军（何柱国）。多个师番号被撤销，包括115师、120师、129师等，后来这些空番号部分给了八路军。其他脱离东北军的部队如106师、骑兵第10师等直接投靠中央军。东北军被拆散，不再成体系，实力大减，实际兵力缩水三分之一左右。 抗战期间，东北军各部继续被分割使用，损失严重。67军在淞沪会战后几乎全军覆没，番号取消。57军一部后来起义。49军、51军等在江西、湖南等地作战，多次缩编。到抗战胜利时，东北军残余部队已所剩无几。解放战争爆发后，这些残部被调往东北和华东战场，继续充当蒋介石的工具。到1947-1948年，只剩4个军残存：49军（王铁汉）、51军（周毓英）、12军（霍守义，原57军一部改编）、53军（周福成）。这些部队番号虽保留东北军痕迹，但早已不是完整体系，补给待遇远不如中央嫡系。 在这四个军里，53军是唯一获得全美械装备的。周福成保定军校出身，与陈诚是校友。1944年陈诚任远征军司令长官时，53军划入其序列。周福成多次主动靠拢，汇报工作，表达效忠，陈诚于是把53军列入美援序列，成为国民党军14个美械军之一。尽管53军出身杂牌，补给优先级低，但还是拿到M1步枪、汤姆森冲锋枪、105毫米榴弹炮等美式武器，火力超过其他东北军残部。其他如49军、51军、12军仍用旧式步枪或中正式，装备差距明显。53军因此在滇西反攻中表现突出，参与芒市、遮放等地作战，发挥了作用。 53军能拿到全美械，主要靠周福成个人运作和陈诚关照。国民党美械军多为中央嫡系或驻印军序列，杂牌军极少有此待遇。53军虽装备提升，但地位没变，仍属杂牌。到解放战争后期，53军调东北，驻沈阳。周福成兼第八兵团司令官，守备沈阳。辽沈战役末期，廖耀湘兵团覆灭，沈阳被围。1948年11月1日，解放军攻入市区，53军防线崩溃，周福成在银行大楼放下武器，被俘。 部队就地遣散，番号取消。周福成次年接受改造，1953年在哈尔滨病逝。其他三个军也在东北战场陆续被歼或起义，东北军作为一支独立力量彻底消失。
