1928年6月，张作霖被炸死于返回东北的途中。1928年12月29日，张学良毅然宣布“东北易帜”，打乱了日本帝国主义企图吞并中国东北的阴谋。此时的日本认为要尽快解决“满洲问题”，除行使武力外别无他途。1929年7月，关东军参谋、作战主任石原莞尔等对“满洲”北部进行考察后，提出了《扭转国运之根本国策满蒙问题解决方案》以及《关东军领有满蒙计划》，系统地提出了侵略东北的计划。1931年6月11日，陆军大臣南次郎秘密组织了一次“五课长会议”所谓的“五课长会议”，由陆军省的军事课长、人事课长、参谋本部编制课长、欧美课长和中国课长组成。经过反复讨论，于6月19日制定了《解决满洲问题方策大纲》。

　　以上述方案为基础，关东军紧锣密鼓地开始发动事变的种种周密部署。鉴于沈阳是东北地区政治、经济、文化中心，也是东北军主力的驻地，因此关东军将首战地区选在了沈阳。为制造侵占沈阳的借口，石原又选择了距东北军驻地——北大营不远的柳条湖村附近的南满铁路的一段路轨作为爆破地点。时间预定在1931年9月28日，并且预定在爆破铁路的同时，用重炮轰击北大营，实施闪电战一夜占领沈阳城。

　　在板垣、石原等人多次同驻朝日军司令官林铣十郎密谋后，驻朝日军也遥相呼应，开始有计划地向中朝边境集结，不断进行越境演习，并准备在事变爆发后兵分两路，越过鸭绿江和图们江，配合关东军作战。

　　进入8月后，日本军部作出了一项重要的人事调整。8月1日，曾担任驻华武官的张作霖的前顾问、谙熟中国东北情况的本庄繁中将被任命为关东军司令官，而著名的“中国通”土肥原贤二大佐则被任命为奉天特务机关长。日本军部将此二人派往中国东北，显然是为发动侵略战争而作出的军事部署。据说本庄繁是由裕仁天皇亲自选定的。8月1日上午，本庄繁到叶山夏宫晋谒裕仁天皇，得到天皇赐膳，并由天皇亲自授予了此职。

　　8月末，关东军阴谋发动事变的计划逐渐传到了日本国内，首相若槻礼次郎、外相币原喜重郎、内大臣牧野伸显以及元老西园寺公望等人，担心关东军的行动一旦导致战争，将危及若槻内阁的“协调外交”，希望天皇能够召见陆相和海相，以整顿军纪。9月10日和11日，从叶山夏宫刚刚回到东京皇宫的裕仁天皇，立刻会见了海相安保清种和陆相南次郎，并问询二人“是否听到社会上关于军纪有各种批评”。

　　天皇的垂询，加上来自内阁、元老及舆论的压力，陆军在9月14日召开了陆相、参谋总长、教育总监三长官会议，决定了关于抑制关东军实施武力的方针。同时决定派遣建川美次少将为使者，把陆相的信送交关东军司令部本庄繁。陆军省选择建川为信使是颇为耐人寻味的，因为建川恰恰是一名极右的军国主义分子，也是急于在东北发动事变的人物之一。接到任务的建川在出发前授意自己的部下、陆军情报课班长桥本欣五郎中佐连续向关东军发出了三份密电，要求提前行动。

　　板垣、石原等人在反复研究了桥本的三份电报后，决定将原定的日期提前10天，于9月18日发动“事变”。而身负紧急军机重任的建川故意拖延时间，迟至19日晚才将陆军省的亲笔信送到本庄手中，“事变”已是既成事实。