、辽北重镇，辽宁境内主要城市尽数落入敌手，东北军留守部队大多遵从不抵抗命令，未做大规模反击，仅少数官兵自发抵抗，很快被日军击溃。
9月20日，日军继续北上，占领四平、公主岭、抚顺，抚顺煤矿、鞍山钢铁厂等战略资源尽数被日寇掠夺，东北军辽宁驻军或溃散、或撤退至关内，辽宁全境基本沦陷。
9月21日，日军主力直指吉林，吉林省主西兼东北边防军副司令长官熙洽，为复辟满清，竟下令全省驻军放弃抵抗，开门迎降，日军兵不血刃占领长春、吉林，熙洽公开投敌，组建伪吉林治安维持会，成为东北首位公开投敌的省级高官。
9月22日之后，日军继续向吉北、黑龙江推进，洮辽镇守使张海鹏率部投降日寇，接受日军武器补给，充当侵略先锋，吉黑两省大片国土迅速沦陷，东北军在关外的指挥体系彻底崩溃。
短短一周时间，辽宁、吉林两省几乎全境陷落，日军仅付出轻微伤亡，便占领东北最富庶、工业最发达的核心区域，东三省兵工厂、沈阳军械库、北大营军火储备尽数落入日军之手，成为其后续侵略的资本。
局势剧变之下，远在北平的少帅陷入极度焦灼与悔恨。九一八当夜，他仍遵南京国府“暂不抵抗、诉诸国联”指令，未下令全面反击，待沈阳、长春、吉林接连陷落，他才猛然醒悟——此次日军绝非寻常挑衅，而是图谋彻底占领东北。
他多次急电南京，请求增兵反击、准许东北军就地抵抗，可南京方面态度依旧模糊，少帅复电仍强调“避免冲突，静待国联裁决，切勿扩大事态”，将全部希望寄托于国际联盟调停。
少帅在北平顺承王府内彻夜难眠，面对各地沦陷急报、部下求援电报与全国舆论指责，内心悔恨交加。
他深知东北军主力未战先溃，国土轻易沦丧，自己难辞其咎，可东北军孤悬关外，无南京支援，贸然反击恐遭日军全歼，进退两难之下，只能一面下令黑龙江省代主西马占山整军备战，固守齐齐哈尔，一面继续与南京周旋，请求改变不抵抗政策。
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时间稍微回转，在9月19日的早上7时，日本陆军省与参谋本部因为九一八事变，紧急召开首脑会议，军务局局长小矶国昭、作战课课长今村均、情报部部长桥本虎之助等核心幕僚一致认定：关东军行动完全正当，必须立刻增兵三个师团支援。陆军大臣南次郎当场拍板，要求参谋本部拟定增援计划，全然不顾内阁的“不扩大”诉求。
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