张学良在北陵别墅召开了最高军事会议，他向众人阐述了反蒋联盟内部各种关系，说这样以各种利益和恩怨勉强凑合在一起的联盟是不牢靠的，蒋介石就是以阴谋为本的野心家，要停止内战完成国家统一，就要以武力入关调停。可是会议开了五天，赵一荻忙前忙后的张罗饭食，张学良嘴都说干了还是没有结果，以张作相为首的老派主张中原大战听其演变，东北不做左右袒，张学良终于忍耐不住起身离开躲到一边发起了脾气，张作相只好妥协。

一九三零年九月十八日，张学良一纸和平通电发出，东北军再度入关，中国近代史上规模最大的一次军阀混战也随之即将结束。张学良正式宣誓就任副总司令。

九个月后，日本参谋部大尉中村震太郎到中国东北兴安从事间谍活动，被当地驻防的中国屯垦军第三团所部拘获，按国际法规定，对外国间谍可以处以死刑。然而，日本陆军却避开其间谍活动不谈，声称这是“帝国陆军和日本的奇耻大辱”，如果中国方面不能迅速调查，则日本军事当局与外交当局应会同决定对付行动。

张学良因为伤寒住进了医院，他收到了屯垦区送来的有关日本间谍的证据，张学良命令参谋长妥善灭迹注意保密绝对不能走漏风声。可是，日本人已经从屯垦区的一名事务长手上拿到了中村的手表，他们秘密商议准备借此对东北出兵。

日本陆军省正式发表公告，所有的宣传武器开动主张武力解决满蒙问题，日本国一片疯狂，张学良专门致电蒋介石，蒋介石回应：无论日本军队如何在东北寻衅，我方都不应抵抗避免冲突使得事态扩大。本着地方服从中央的原则，张学良下了同样的命令，还对外表示要严惩中村事件的涉事人员。

日本石原中佐和板垣大佐等人积极备战，从南京运来了两门重炮，甚至连侨民都发动起来发放枪支训练。

一九三一年九月十八日，日军悄悄在北大营西侧破坏了满铁铁路，并将此罪名加诸在中国军队身上，板垣大佐命令日军向沈阳发起大规模攻势，张学良得到消息后，下达了“不准抵抗必要时收缴器械”的命令，北大营士兵只好束手待毙以身报国。板垣大佐向旅顺的司令官本庄繁发出军机电报第一号，本庄繁命令第二师团及关东军投入战斗，展开全面进攻。沈阳公安局局长黄显声命令部下带上武器撤离。

一夜之间，日军第二师团占领了东北军总部，沈阳沦陷。张学良电告南京却被告知蒋介石不在，他通过电台向民众讲述了日军进攻沈阳的真相，各界人士不能理解张学良的不抵抗，他们涌入医院要面见张学良质问被拦在外面，院方不堪其扰婉言劝张学良出院。张学良深觉奇耻大辱，可是蒋介石一连两封电报坚持：力避冲突，以免扩大事态，与日交涉听候中央处理。

十余名东北籍高级军官来到医院请求张学良带他们杀回东北拯救同胞，他们不愿主动缴械投降，宁可战死也不愿被当做投降的罪人被人骂死。

本庄繁找来了张学成，他知道张学成一直都嫉恨张学良，张学成表示自己是张家的正根，接受过日本传统的军事教育，可以协助日军收拾东北残局，本庄繁任命他为东北自卫军总司令，即刻赶往黑山县建立司令部，接收当地已有武装扩编队伍，消灭辽西地区的抗日武装，张学成从未受到如此重用，激动得浑身发抖。

冯庸以“违反禁令进行反日教学”的罪名被日军逮捕，学生们在张学良的家门口示威，大喊“打倒不抵抗将军”，张学良心里憋屈极了，但他自知此时打不过日本，只能等待国际解决，这时，安置好几位姨太太的赵喜顺逃到北平，将帅府的门钥匙都带过来了，张学良崩溃了，大骂赵喜顺。

东北沦陷，但是东北的父老乡亲并没有屈服，组织了东北义勇军反抗日军侵略，其中有很多武装是以张学良的名义组织的，他每周都会写下秘密手谕传出关外指挥作战，可是张学成在不到一个月的时间内打着张家的招牌啸集了四千余众和义勇军对抗，义勇军领导人黄显声到北平汇报了此事。

张学良将张家人聚集在一起公开了张学成的事情，大骂张学成是孬种，说自己始终铭记父亲所托，能忍受他联手张宗昌反水处处与自己作对，但不能接受他投靠日本人成为国家的罪人。张学成的母亲痛心羞愧，说可以写信给学成让他收手求张学良放他一条生路，张学良跪下，说自己已经下了命令要制裁张学成，今日聚会只是要给张家一个交代。

黄显声回到沈阳打垮了东北自卫军并击毙了张学成，张廷枢带回了自卫军的关防印信和张学成的遗物，还说日本人要冯庸以冯德麟的名义出面维持地方遭到他的拒绝，关东军派出多重关系到热河利诱汤玉麟，张作相非常担心汤玉麟会失了大节。张学良派了三个旅到了热河，汤玉麟大发雷霆，说自己不会黑了良心出卖祖宗，扬言如果非要撤换他他就倒向日本。

山海关失守，日军并没有继续进犯滦东，前线长官来电说日很可能军会转向全力进攻热河，张学良向全国通电表达抗战决心。

蒋介石派了宋子文过来看望东北军伤员，伤员们纷纷要求张学良带着他们打回东北，热河保卫战在即，蒋介石却一不给饷二不给枪，集结了四十万兵力在江西“剿匪”，只给张学良奉送了一堆的漂亮话。

中央军指望不上，张学良让张作相入驻承德坐镇与汤玉麟协调。到了承德后，汤玉麟却没有联络张作相。一九三三年二月二十一日凌晨，日军第八师团提前发动攻势，袭击热河南岭中国守军，热河战役由此打响。东北军节节败退，张作相手上却无一兵一卒可以调遣，汤玉麟截流二百多辆军用卡车运送鸦片和贵重物品，根本置张作相的命令于不顾，汤部两个旅在开往前线的途中哗变。不到十日，热河前线东北军全面溃退，日军占领承德。

国人一片骂声，张学良命令东北军反攻，并调派华北各部配合，誓死守住长城关口，他决定亲自去古北口坐镇。张学良的部署取得了初步的效果，拉开了长城抗战的序幕，可是取得战功的并不是东北军。蒋介石通知张学良到保定见面，他已经决定让张学良下野，派了宋子文与张学良面谈，早就负疚已深的张学良同意自愿辞职以谢国人。

张学良从保定大哭而回，他告诉部下，蒋介石为大局着想对自己是仁至义尽，他们每一个人是服务于国家不是服务与个人的。张学良决定由北平飞往上海，再转道去欧洲养病。