大批来不及撤出的东北军，在长官的严令下，就地向日本关东军缴械投降。
奉天失守后，躲在北平泡妞的少帅张学良，在协和医院对天津大公报记者谈话时说，“吾早下令我部士兵，对日兵挑衅，不得抵抗。故北大营我军，早令收缴军械，存于库房”。
此言一出，辽东失陷的消息终于传遍全国，举国哗然，更是对张学良后一段发言请求国联出面解决的声明几乎是铺天盖地的痛斥和声讨。
几天后，得到大规模增援的关东军实力迅速膨胀起来，从最初的不过一个师团加六个守备大队，增加到三个师团近七万人，而在国内还有三个师团正在紧急动员准备赶赴辽东。日本东京军部也没有预料到偌大的奉天省居然一战而下，以至于兵力严重不足。
而日本关东军的假想敌，只能叫假想敌了，丢盔弃甲的东北军十多万部队都逃到了和山海关相连的锦州一带。加上关内的二十多万东北军主力一共猬集了三十多万部队，却基本上丢掉大部分的重武器，弹药更是严重不足，不要说反攻东北甚至连防御关东军的计划都没有。
张学良的结拜大哥蒋介石听到东北事变后，紧急从赶往南昌的军舰上返回南京，接连开会商议后，一边用南京政府的名义向国联提出严重交涉，一边密令南