1931年6月，日本陆军制定了军制改革的方案，增加在朝鲜境内的军事力量，使关东军的编制和配备能够适应战争的需要。此外，日本还计划新建和增建航空队、坦克队和其他机械化兵团。
日本还大力加强军国主义的舆论宣传，为侵略中国进行思想准备。日本在中国大肆宣传要在东北地区建立所谓的“王道立国的新国家”。1931年六至七月，日本参谋本部制定了侵略计划，就侵略中国东北的行动进行了具体的部署。
1931年9月18日，日本帝国主义在经过了一系列的精心策划和准备之后，发动了对中国东北的突然袭击。当晚10点30分，一声巨响炸毁了一段路轨，这是日军事先就策划好的，并立即以此为借口，污蔑是中国士兵的行径，并用早就从旅顺运来的大口径榴弹炮猛轰北大营。翌日凌晨占据北大营，当天，沈阳城失守。
日军在攻打沈阳的同时，还兵分几路开向了长春、四平、公主岭等中国兵营。
9月21日日军占领吉林市和吉长、吉敦两段铁路；22日侵占辽源四洮铁路；11月，黑龙江省沦败在日寇的铁蹄之下；1932年1月2日，锦州被占领，中国军队全部撤至关内。仅仅三个多月的时间，美丽富饶的东北三省便被日本帝国主义者吞噬了。