第一次世界大戰後期，1917年8月14日北洋政府對德宣戰後，中國參加協約國共同出兵遠東為參戰軍。中國派駐北京南苑的陸軍第九師組成駐崴(海參崴)支隊，以該師第三十三團團長宋煥章為支隊長，率領該團第一營營長劉春台、第二營營長蘇炳文兩營官兵附以騎兵、炮兵、工程兵、輜重兵、機關槍兵各一連，為混成支隊。1918年初駐崴支隊自北京出發經過天津、山海關、沈陽、長春、哈爾濱到達綏芬河站進入俄境。支隊司令部駐雙城子，步兵第一營擔任雙城子至意滿站沿線護路任務，步兵第二營擔任綏芬河以東至海參崴的護路任務。營部和炮、工、輜、機關槍連均駐雙城子，騎兵連駐伯力。第一次世界大戰結束後，駐崴支隊撤回牡丹江、一麵坡等處，後回北京歸還第九師原建製。蘇炳文編充該師第三十六團第一營少校營長。
1920年7月4日總統徐世昌被直係軍閥曹錕、吳佩孚逼迫，下令免去徐樹錚西北籌邊使等職務。段祺端立即組成“定國軍”，派徐樹錚為總參謀長，指揮皖係邊防軍準備向直係迎戰。直皖戰爭爆發。曹錕、吳佩孚指揮部隊逼近北京，並聯合奉係軍閥張作霖，大戰皖係軍隊於河北涿縣楊村一帶。7月18日皖軍一敗塗地，19日段祺瑞通電辭職，徐樹錚避匿日本使館，從此北京政府落入奉、直軍閥手中。8月蘇炳文為京畿衛戍司令王懷慶收編，改稱為京畿衛戍司令部衛隊團第一營少校營長。1922年第一次直、奉戰起，奉係敗退關外。蘇炳文雖非奉係，然是東北籍人，王懷慶因此免蘇職，7月調為北京熱綏巡閱使署中校參謀。蘇堅決辭職，南遊長江流域，采風問俗以廣見聞，而後乘輪赴閩，於福州晤舊友第三旅旅長劉春台。劉原係“模範團”的連長，亦是駐崴支隊的營長，舊友相逢至為歡洽。1923年9月，蘇炳文留閩任陸軍第三旅上校參謀長，半年後調為第一團團長。1924年春孫傳芳與王永泉發生內戰。蘇辭職北歸。是年秋第二次直奉戰起，蘇因反對內戰隱居不仕。
第二次直奉戰爭結束後，蘇炳文應奉軍郭鬆齡軍長之邀，回東北故鄉服務，於秦皇島任東北鎮威軍十二旅上校參謀長。1925年11月郭鬆齡在灤州反奉，回師沈陽，蘇炳文升任東北國民革命軍第一軍少將參謀長，奉郭鬆齡之命，去營口準備渡遼河迂回沈陽，迨至營口時郭鬆齡已於新民白旗堡兵敗身亡。郭部為張學良改編，任蘇炳文為第六旅上校參謀長。此旅是張學良最親信的嫡係部隊，由此得以接近張學良。1926年春，奉軍進攻馮玉祥的國民軍，入關西進，攻至灤河曆久不能通過。張學良特派第六旅由遷安方麵偷渡灤河，挺進龍山，威脅馮之側背，大奏奇功，馮軍敗退，因此得張學良的賞識，是年5月調任該旅第八十五團上校團長。
1926年7月廣州國民政府在中國共產黨推動下舉行北伐。北方軍閥合謀對抗北伐軍，蘇炳文在張學良指揮下，進駐河南阻止北伐軍北上。1927年春，奉軍一部被圍於鄭州，第六旅星夜馳援。解圍後，進抵上蔡迤北之西洪橋，與張發奎之第四軍作戰。在武漢北伐軍和馮玉祥的國民軍聯合進攻下，奉軍戰敗，被迫退師河北。未幾，蘇以戰績升為第六旅旅長。1928年1月改編，蘇任第十七師師長。適奉晉戰爭爆發，傅作義任晉軍閻錫山部師長，奉閻命由山西出兵占據涿州。蘇炳文師駐山東館陶縣，奉調圍困涿州，達3月之久。傅作義孤軍無援，困守涿州城內。蘇炳文與傅作義係保定軍校同學，張學良特派蘇炳文前往勸說，涿州之戰得以和平解決，蘇炳文由此益得張學良的信任。
1928年春蘇炳文奉命由石家莊向西攻平定，作戰數月，向灤東轉進。是年6月4日，張作霖因關內作戰失利，撤退關外，專車行至沈陽皇姑屯鐵路橋下，被日軍預埋的地雷炸死，其子張學良繼之任東三省保安司令。張學良派蘇炳文為中將參謀長兼國防籌備處處長和黑龍江省政府委員，駐防齊齊哈爾。是年12月29日張學良宣布東北易幟，國民政府任命蘇炳文為東北邊防軍駐黑龍江副司令公署參謀長和省政府委員。
1929年中東路事件發生，當時蘇軍突然襲擊，駐滿洲裏的東北軍十五旅旅長梁忠甲被俘，旅附魏長林陣亡；駐防紮賚諾爾的東北軍第十七旅旅長韓光第和張季霎、林選青兩團長也陣亡。大興安嶺以西之地，全被蘇軍占領。蘇炳文多次奔走沈陽麵謁張學良，出謀獻策，斡旋和平，運籌解決方略。後經蔡運升兩次赴伯力與蘇聯代表談判，雙方達成停戰和平協定(即伯力條約)，蘇軍退走，東北失地得以恢複。
1930年3月梁忠甲病逝，蘇炳文繼任十五旅旅長，兼海拉爾鎮守使，後調任呼倫貝爾警備司令和中東鐵路哈滿線護路司令。是時地方凋敝，人民生活困難，被俘官兵歸來士氣低落。於是整軍經武加強訓練，對內安撫人民恢複生產，對外恢複友好和睦邦交。是年冬十五旅調巴彥，以省防軍第二旅歸蘇炳文指揮，仍擔任哈滿護路司令，積極訓練，鞏固邊防。