楊宇霆冷笑：「誰挑起的？這還不是禿子頭上的蝨子，明擺著的事？」
松岡洋右色厲內荏地道：「貴方的一面之詞是不足為信的！」
楊宇霆輕蔑地道：「你放心！我們很快就會拿出讓你們徹底閉嘴的證據！」
遼陽的關東軍總司令部此時也已經全面被東北軍第1軍包圍了，實際上，第1軍完全可以攻入其，俘虜關東軍總司令官本莊繁、第二師團師團長多門二郎等關東軍的高階將領，接到南京談判的結果後，張學良在張作相的建議下，命令第1軍對關東軍總司令部圍而不打，等待四十八小時後的停火時間，並派了軍使前去通知。本來，本莊繁、多門二郎等人已認為自己必死，但獲悉東北軍的要求後，又重新燃起了求生的希望。9月7日晚上十點，停火時間到來，第1軍軍長王以哲命人進去通知本莊繁等人，東北軍馬上派人接管關東軍總司令部。
本莊繁驚恐不已：「不是停戰了麼？」
派去下達通牒的第110師第537團團長邢佔清上校冷冷地道：「是停戰了，所以現在你我雙方並非交戰雙方，你們也可以不做俘虜，但關東軍現在已無權再在東北駐軍，關東軍總司令部也必須由我方接管。你們可以繼續留在這裡，等待南京談判的結果，我方不會逮捕或拘留你們，但你們的行動要受到限制。如果你們有任何形式的反抗，將被視為在停火時間後破壞和平，我方會毫不留情地消滅你們。」
本莊繁等人知道自己此時已是階下囚，都垂頭喪氣。第2師團師團長多門二郎將和第2師團第15旅團旅團長天野郎少將、第16聯隊聯隊長浜本喜三郎大佐等十多名關東軍的將領軍官隨後剖腹自盡。東北軍第110師一部開入關東軍總司令部內並查封該地，繳獲了大批的件卷宗、檔案資料。另一方面，東北軍還查封了日本駐瀋陽的總領事館，攻佔了關東軍在旅順的原總司令部，查獲了非常多的絕密情報和件，取得大量的證據證明關東軍確實存在一個準備對東北動手的絕密計劃，關東軍總司令官本莊繁確實不知道，而是以板垣徵四郎、石原莞爾、花谷正為首的一批關東軍下級軍官組成的激進派組織進行策劃的，但得到了包括本莊繁在內的關東軍高層和日本軍部內某些高層的默許和支援。東北軍消滅了瀋陽的日軍後，在日軍兵營內繳獲了兩門240毫米口徑的重型榴彈炮，一門對著東北軍的北大營，一門對著東北空軍的瀋陽機場，是在7月份的時候秘密運來並安裝的。這證明，關東軍確實想挑起事端，並且得到了日本軍部某些高層的支援，否則關東軍無法也無權調來這兩門重炮。花谷正已被擊斃，板垣徵四郎和石原莞爾躲在遼陽的關東軍總司令部內，但東北軍在戰鬥俘虜了瀋陽的日軍憲兵隊長三谷清佐、東北軍的軍事顧問矢崎戡十少佐、第2師團第29步兵聯隊第1大隊大隊長名倉少佐、滿鐵公司鐵道守備部隊**第2大隊的附兒島正範少佐、**第2大隊第1隊隊長小野正雄大尉、第3隊隊長川島正大尉、第4隊隊長高橋金一大尉、日軍預備役的甘粕正彥大尉、和田勁尉等人。經過農統局和工統局的嚴刑拷問後，這些被折磨得不人不鬼、求生不得、求死不能的俘虜裡有相當一部分招供了。其有一個叫今田新太郎的首腦分子還供認出他們的一份秘密行動方案，方案上有各個部隊的具體分工，幷包括一份誓約書，決心參與這場欺上瞞下行動的關東軍軍官都在上面按了血手印。
農統局最後找到了這份絕密的行動方案，上面標註的行動日期是「9月28日」。可以說，要不是這場戰事過於突然且東北軍先下手為強，那關東軍肯定會在9月28日這天主動襲擊東北軍而挑起戰端（這份行動方案是真實存在的，歷史上由於不小心洩露，被日本內閣察覺，日本內閣因此而敦促日本軍方制止，所以關東軍才提前到9月18日發動了「一八事變」。）。本由」」」」」，」」」」」」」
日軍鐵道守備部隊虎石**立守備隊第2大隊第3隊的柳條湖分遣隊隊長河本末守尉在瀋陽戰役被俘，在經過農統局的「循循善誘」後，河本末守供認：按照他們的計劃，他們會在行動當天以巡視鐵路為名，在瀋陽北部約7.5公里處、離東北軍北大營800米處的柳條湖南滿鐵路的路段上引爆小型**，炸燬小段鐵路，並將3具身穿東北軍軍服的國人屍體放在現場，作為東北軍破壞鐵路的「證據」，誣稱東北軍破壞鐵路並襲擊日軍守備部隊，從而為關東軍進攻東北軍和全面挑起事端找到藉口。一旦河本等人得手，在爆破點以北約四公里的官屯地區的川島隊長會立刻率兵南下，正式襲擊北大營，第2師團的平田幸弘佐會指揮第2師團第2旅團第29聯隊的部分部隊從南線進攻，而鐵道守備部隊**第2大隊大隊長島本正一佐會指揮**第2大隊從北線進攻，鐵道守備部隊**第5大隊也會在當天晚上從鐵嶺趕到事發地加入戰鬥。
農統局還查到了關東軍的一狀醜事。在今年月的時候，板垣徵四郎、石原莞爾等幾個決定在東北挑起戰爭的關東軍主謀曾委託日本陸軍參謀本部的重藤千秋大佐、橋本欣五郎大佐向藤田勇借款10萬日元作為關東軍的行動軍費，承諾「事變成功」後償還100萬日元，最後由河本大作送來5萬日元，另外那5萬日元在經重藤千秋和橋本欣五郎手的時候被這兩人給揮霍掉了。為此，板垣徵四郎、石原莞爾和重藤千秋、橋本欣五郎吵得狗咬狗、兩嘴毛。
9月10日，國際聯盟應南京政府和東北政府的邀請，派來以英國人李頓爵士為首的李頓調查團來到東北，以國際第三方的角度調查「滿洲事變」的真相。經過持續半個月的調查，李頓調查團在南京、東京、日內瓦同時發表了《國際聯盟調查團報告書》，報告上聲稱：「經過詳細而縝密的調查，調查團可以確定，國東北邊防軍在滿洲事變不存在主動挑起戰端的責任，與日本關東軍的戰事僅僅是國東北邊防軍在履行邊防職責；日本關東軍部分下級軍官確鑿無誤地準備擅自在國東北挑起事端，並且組織縝密、計劃周詳，這一點已不容置疑，關東軍事先還曾多次派出間諜偵察刺探東北的軍事情報，但關東軍高層、日本皇帝、東京方面對此並不知曉。滿洲事變的責任應由關東軍部分下級軍官負責。另外，日本海軍艦隊在旅順戰役對旅順居民區進行了無差別的炮火攻擊，存在刻意傷害平民的責任；日本駐朝鮮軍隊在停火時間到達後仍然在滿洲境內採取了軍事行動，存在蓄意擴大戰爭的嫌疑。」
9月26日，美國國務卿亨利·劉易斯·史汀生代表美國政府向日本政府和國政府發表照會，宣佈美國支援日兩國恢復和平，譴責日本關東軍故意挑起戰爭的行徑，並認為該行徑嚴重地違背了凡爾賽條約。這是美國政府在東北戰事爆發後正式表明態度。英國、法國、蘇聯等世界列強隨後也都陸續表了態，敦促日兩國停止進一步的武裝行動，恢復東亞和平，並譴責了日本關東軍。
一時間，國和東北軍在國際輿論上也佔了上風。美英等西方列強都對日本政府施壓，要求日本政府嚴厲追究關東軍這些陰謀分子的責任，並配合國政府，共同恢復東亞的和平。