已经被张学良任命为东北军务委员会委员、东北政务委员会委员、北方九省一市工业联合委员会主席的原晋绥军统帅阎锡山在开战后，多次致电原先晋绥军的将领们，要求他们“摒弃门户之见，精诚团结、万众一心，在张少帅的领导下与日寇血战，扬中国军人之威，争山西父老之气”；而在中原大战后下野的冯玉祥也来到了沈阳，向张学良请求给他一支部队让他上前线杀敌。张学良当然不会同意他这个过于理想主义的请求，因此客客气气地交给冯玉祥一个“光荣而艰巨的任务”，让他去南京说服蒋介石出兵或出资协助东北军抗日。
东北的交通网陷入了空前的繁忙中。一列列火车和一队队汽车川流不息地来往于辽南和辽北，将交战区的居民百姓、政府机构、工厂设备撤离运往后方，然后再载着满车荷枪实弹的士兵和大量的军用物资开赴前线。各个火车站附近，听闻军队即将出征的百姓们迅速把火车站结结实实地围了个水泄不通，家家户户扶老携幼、箪食壶浆，齐齐赶来为大军出征送行，人头攒动、摩肩接踵。每个火车站周围，彩旗飘扬、红飞翠舞，霎那间锣鼓喧天、鞭炮齐鸣、欢声如雷、人声鼎沸，巨大的喧嚣声都快把火车的机器轰鸣声给压下去了。站台边，一队队银须飘拂的当地老者们急匆匆赶来后来不及喘口气，立刻神情庄严而肃穆地拼命敲锣打鼓为即将踏上征途的子弟兵们壮行鼓气；一队队年轻的妇女纷纷拎着篮子争先恐后地上前劳军慰问，一篮篮的水果、一块块的腊肉、一包包的香烟、一条条的毛巾…毫不吝啬地往车厢里倾倒；百姓们欢呼雀跃着，往排队准备等火车的东北军官兵们手里塞着鸡蛋、馒头、饼干、罐头等食品；热血沸腾的学生们挥舞着献花和国旗，高喊各种爱国拥军口号，气氛热烈而感人。登上火车准备挺向前线的东北军士兵们挥舞军帽，向父老乡亲们告别。车站内到处可见头发花白的父母在送别自己的儿子，年青的妇女抱着孩子送别丈夫，刚刚学牙牙学语的孩子在送别爸爸的感人场面，亲人分别的哭泣声令人心碎地此起彼伏。但更多的还是亲人们鼓励官兵们“奋勇杀敌、平安归来”的大义场景。
有的东北军老兵感叹道：“当年跟着老帅打来打去十几年也没见老百姓这么换送过！”
旁边的老兵说道：“当然了！当年是中国人打中国人，自家窝里斗，胜了也没什么意思。现在是跟着少帅打日本鬼子，情况不同了嘛！”
正如张学良和日本方面的预测，蒋介石和南京政府确实对遭到日本全面进攻的东北毫无援助之力。蒋介石在11月5日对外发表《告全体国民及东北边防军司令长官张学良上将书》，声称“我全体国民此刻必须上下一致，以公理对强权，以和平对野蛮，忍痛含愤，暂取逆来顺受态度，以待国际公理之判决...此刻暂且含忍，绝非屈服。如若至国际信义条约一律无效，和平绝望，到忍耐无可忍耐，且不应该忍之最后地步，则中央已有最后的决心与最后之准备，届时必领导全国人民，宁为玉碎，以四万万人之力量，保卫我民族生存和国家人格。张学良将军率军反击，乃是捍卫国土、保卫国权之正义举措，中央对东北边防军奋起反击之举给予全力支持...政府现时既以此次案件诉之于国联行政会，以待公理之解决，故对国民一致诰诫，务必维持严肃镇静之态度...”
东北军和日军再度开战，蒋介石的态度是：震惊、惶然、焦躁、担忧，他极度担心这场战事会成为日本全面侵华的前奏曲。一方面，他希望东北军撑住，为全中国撑住日本的进攻，同时他希望迅速解决此事，万般不希望战事会扩大，但另一方面，蒋介石也隐隐希望东北军和日军拼个两败俱伤。这样，对于南京政府来说，日本和中国北方这两个心腹大患都解决了。
国际联盟方面也采取了支持中方、反对日方的态度，声称“日本帝国此次出兵中国东北是不容置疑的主动挑起战争和破坏东亚和平的行径，日本帝国应立刻从中国东北撤军并对此行径进行全面的弥补”。而日本政府则在11月7日声称：“中国满洲政府素来顽固反日排日，对大日本帝国帝国的利益已造成无法挽回的重大损失。两年前之满洲事变，实为满洲军处心积虑策划之阴谋，满洲军无端袭击日本关东军并以武力手段悍然攫取大日本帝国在满洲的合法利益实属非法举措。张学良政权和满洲军的狂妄骄横乃是日中关系恶化之根本原因。为捍卫日本国利益，日本政府之隐忍亦已达极限，日本军队不得不决心采取断然措施，膺惩暴戾好战之中国满洲军，促使满洲张学良政权反省并恢复日本在满洲的全部利益”。
国际联盟虽然反对日本出兵中国东北的行为，并宣布要对日本进行经济制裁，但由于世界头号经济强国、日本对外贸易最大的合作伙伴美国并非国联成员，因此国联对日本的经济制裁基本是一纸空文。美英法三国虽然都不愿意看到日本侵占中国东北从而实力大增，但也不会为了中国而与日本宣战，再加上美国态度含糊暧昧，不愿意正面插手世界事务，因此国联和美英法列强对日本几乎没有造成任何压力。东北战场上，日军毫无顾忌地继续全力进攻，日本政府随后直接退出了国联。
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