军省和参谋本部专门召开了“国策研究会议”，制定了全面占领中国东北的计划。根据大纲的布置，日本将“约以一年为期”对中国东北采取军事行动；对内，陆相要使各内阁大臣都熟悉“满蒙情况”；对外，要获取各国的“谅解”；同时，预测所需兵力，做好准备。
与会的陆军省和参谋本部首脑一致认为“关东军此行动是完全适当的”，并一致同意向内阁提出增兵案。10时，内阁紧急会议专门讨论了关东军上交的报告，考虑到外交上的反应，决定了“不扩大方针”，并责成陆军大臣和总参谋长发电训示关东军。
反正辽宁和吉林张学良都不要了，出于忌惮苏联的实力和避免两线作战，日本也不敢贸然冒犯苏联在东北北部的势力范围，也打算暂时控制这两个省。本庄繁给日本军中央打电报说：“事态既已发展到如此地步，便应趁此大好时机，稳固辽宁及吉林两省，是为至要。为此，需要平素编成的三个师团的增援，而未来对此所需之经费，则可确保由满洲负担。” 于是日本陆军中央部由日本本土增派混成第8旅，并从朝鲜调第20师司令部、混成第38旅、重轰炸飞行中队以增援关东军。日本在辽宁及吉林的兵力达到了3个师团。
事情暂时稳定下来，该追究责任了，本庄繁被调回东京任军事参议官，关东军司令官由武藤信义接任，板垣征四郎也与他一起调离。
在国联的调停下，张学良与关东军达成协议，让出辽宁，吉林两省，全军撤向关内。日本驻国联代表芳泽因为先于中国通报日本和中国发生冲突，并称日本政府已采取了所有可能措施避免这一地方事件的升级。将事变的责任推给中方，但也表示，会将军队“大体撤回并集结于铁路附属地内”，并辩称“帝国政府在满洲并无任何领土欲望”。
9月22日，国联电请中日两国各遵承诺，早日撤兵保侨，并由英法德意西等国代表继续处理本案。
消息一经披露，全国舆论一片哗然，民怨沸腾。
蒋介石在南京国民党党员大会上发表《国存与存，国亡与亡》的演说：“。。。如至国际信义条约一律无效，和平绝望，到忍
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