國聯行政院于1931年10月13日應國民政府施肇基向國聯提出的再行開會要求，于是提前一天召開大會。在會上施肇基提出請國聯引用非戰公約與美國合作，要求日本撤兵。日本則指責中國排斥日貨，要求與中國直接談判，先訂大綱協定，然後撤兵。外委會在接到日方照會後，多數反對直接交涉。但此時日本又在國聯聲言與中國讨論大綱問題，如斷然拒絕，則容易失去國際同情，給日本以拒絕撤兵的口實。
10月15日，國聯主席白裏安召施肇基談話，詢問中國是否願等到日軍撤退時開始與日方交涉，施肇基回答，兵未撤盡及責任問題未讨論以前不能談判，如撤盡後開談判，以理事會之參加爲條件。白裏安謂撤兵并非以交涉成功爲條件，中國将來對日提案允否，盡可自由。施肇基将此情況電告外委會，外委會經過讨論後，多數仍主張以先撤兵爲最低限度條件。電令施肇基堅持。
同一日，日本向白裏安秘密提出五點談判大綱，即：（一）彼此不事侵略。（二）彼此制止國内敵視行動。（三）日本尊重中國領土之完整。（四）中國确實保護在滿州各處居住或經營事業之日僑。（五）在滿之中日鐵路避免競争與根據條約之各項路權問題之提議，投票反對（此處似有不通，引用原文如此。）。
10月16日，白裏安提議邀請非戰公約締約國召開國聯會議，未參加國聯的美國列席。該提議以13比1的票數通過。10月17日，外委會經過反複讨論後，作出對日本大綱問題的決議：“我方所取手段除顧全自身利權外，并須（1）不失國際同情。（2）不使日本軍閥走向極端。暫時決定六項原則：（一）日本必須在國聯監視之下撤兵；（二）中日将來交涉必須在國聯照拂之下進行：（三）地點在日内瓦或其他國聯所認爲适當之地；（四）以後交涉必須在國聯公約所定原則之下進行，不得違反下列三要點：（1）尊重中國獨立、主權領土完全、行政完整：（2）實行門戶開放機會均等；（3）促進遠東和平，不得以武力爲實行國策之手段；（五）日本需負此次出兵之責任；（六）日本所有任何提案我方保留修正及另行提案之權。10月19日，外委會通知施肇基向國聯提出：日軍限10日内撤盡，日軍撤退、商計接收辦法及實行接收三事，均由中立國人員監視，接收辦法以有關交接手續者爲限。并告施肇基我方對日方大綱對案五條，及對日本拟提之案的意見。10月22日，國聯理事會開會，提出議決草案。大緻依9月30日決議案，援引國聯公約十一條及非戰公約第二條之條文，請日本撤退鐵道以外之軍隊，于下次理事會開會前完成之，請中國政府對于在滿日僑，拟定保護生命财産之辦法切實施行。國聯行政院希望中日兩國即行商議接收辦法。并請中國政府邀中立國人員随同接收軍隊視察實行接收事宜，一俟撤兵告竣，中日即開始直接談判一切懸案（自9月18日以來發生之問題及鐵路問題，均包括在内）。由于中國方面的要求在此草案中得到國聯支持，外委會電令施肇基接受該草案。10月24日，國聯通過決議，限令日軍于11月16日前撤兵至鐵路區域内，中國重申保僑、中日談判撤兵及其他事宜。十三國贊成，隻日本反對。這看似中國取得了外交勝利，但按照國聯盟約十一條，表決須一緻通過，所以實際上已成了僵局。10月26日，日本發表《關于滿洲事變的第二次政府聲明》，拒絕撤兵，提出“爲了确保在滿洲的帝國臣民的安全，首先隻有采取措施，消除兩國國民的反感和疑惑，并準備與中國政府協商這方面所必要的基本大綱”但大綱第五條改爲“尊重條約上所規定的帝國在滿洲的權益”。
對此，蔣介石頭腦倒還清醒。10月29日，在外委會讨論時蔣介石說道：“日本對于此國聯決議堅不接受已甚明顯，以後情勢實較未決議前更爲嚴重。自國聯決議案經行政院會員國除日本外全體一緻通過，日本态度非退即進。自日本對華傳統政策上看，退步必所不甘，自非更進一步不可。以後情形如何變化，正難預料。本莊宣言所謂頭可斷，兵不可撤，非故作悲壯，其居心确實如此。”但同時蔣介石對國聯仍抱有幻想，說：“吾人處此情狀之下，單獨對付既有許多顧慮，而一方在國際上已得到一緻同情以後，自應信任國聯，始終與之合作，而爲國聯本身設想，倘此事無法解決，以後世界和平一無保證，國聯即可不必存在。”會議決定修正中國政府對外宣言，加入下列意思：1.尊重本月24日國聯行政院決議；2.決議如失敗，即是國際信義破産，國際和平破裂；3.引用華府會議以來各種國際公約尊重國家主權獨立、領土完整及保障和平維持門戶開放機會均等之約言；4.日人在東省擾亂事實；5.關于條約問題已由施代表建議仲裁辦法；6.引用總理對中日關系之遺訓表示我國固有方針。實際上，最後兩條已經有了轉圜餘地。11月2日，蔣介石召見外委會成員戴季陶、李石曾、于右任、吳稚晖，談政府對日方針：日軍未撤盡以前，不與日方作任何接洽，即将來撤兵後如何開議，手續問題亦不拟先表示，另用間接方法催促撤兵。
民國20年即1931年11月4日，日軍出動大批部隊，向嫩江橋發起進攻。由馬占山将軍率領的中國守軍奮起還擊，擊退日軍多次進攻！日軍死傷慘重！
11月9日，外委會電請張學良轉令黑龍江省主席馬占山堅守防地，盡力自衛。蔣介石也分别于11月12日、19日連電馬占山，認爲馬占山的自衛行爲“甚屬正當”、“爲國争光，威聲遠播，中外欽仰”，并表示催張學良派兵援助。由于日本不斷增兵，馬占山部隊終因彈盡援絕，被迫于19日退出黑龍江。東北的局勢日益惡化。
此時，中國在國聯的外交也遇到了變故。11月16日，國聯行政院第三次開會。但會議召開僅20分鍾，就宣布休會，沒有對日本侵略進行任何讨論，然後，會議進入非正式交涉。18日，英國外長西門與施肇基談話，提出四點：（一）向日本莊重聲明，中國尊重滿洲之條約義務。（二）照會列強及美國，重述第一點。（三）中日間同意指派一鐵路專門委員會，主席由國聯指派，由中日委員人數相等組織之。其目的在欲達到一滿洲鐵路營業之協定，防止不良競争，以力求得一如同一系統之營業協定。（四）在保證第一、第二點并簽訂第三點後，即實行撤兵。這一明顯偏袒日本提議。
11月19日，外委會開會，研究西門四點。蔣介石亦出席會議。經讨論，一緻通過六點對案：“（一）中日互向行政院及美國聲明尊重國際條約原則。（二）關于條約之任何問題或争執，應提交行政院或中日合組之和解委員會。（三）對于西門所提出之第三點，關于行政院派代表及國聯協助之建議，主張接受，惟末段修改爲‘以謀共同利益’。（四）對于撤兵問題，應規定完成日期及一定期間内之各種步驟。（五）中立代表協助各地之撤兵接受。（六）中日間一切商議，最好在中立地點。”以上六點明眼人已能看出其中對英國主張的不滿。同日，蔣介石在國民黨第四次全國代表大會上表示：“個人決心北上，竭盡職責，效命黨國。”大會也作出相應決議：“請國民政府主席蔣中正同志迅速北上，保烈陽土，收複失地。”
11月20日，上海《時事新報》發表了馬君武的兩首詩《哀沈陽》：“趙四風流朱五狂，翩翩胡蝶正當行。溫柔鄉是英雄冢，哪管東師入沈陽。”“告急軍書夜半來，開場弦管又相催。沈陽已陷休回顧，更抱佳人舞幾回。”這兩首詩一發表，張學良作爲“不抵抗将軍”的惡名徹底算是被坐實了。
11月21日，上海大學抗日聯合會決定再次組織代表團赴南京督促政府出兵，确定請願目标爲：“請大會當場議決，如蔣主席在四全大會所限定之時間内不遵照訓令，親自率兵出發，收複失地，則須予以開除黨籍處分。”“請蔣主席當衆親書誓師辭，内容規定：（1）最遲出發日期；（2）聲明不收複失地，不回南京；（3）請政府下令張學良即日出兵收複失地，如在三日内尚無出兵表示，則撤職嚴懲。上述三條如不得圓滿答複，則全體齊集四全大會或國府前，不論日夜風雨，決不散隊。”
11月26日，上海8000餘名學生來到國民政府，要求蔣介石兌現北上抗日的諾言。他們在國民政府大門隔一條馬路的對面，架起一座銅鍾，日夜撞擊，表示警鍾長鳴，不達目的決不罷休的決心。直到27日下午，蔣介石才派中央軍校教育長張治＃＃＃場講話，但未能使學生滿意。蔣介石本人被迫出見。
蔣首先責怪學生“爲少數人作工具”，并說：“請願條件中有不合道理，逾越常軌之點。”學生代表當場理直氣壯地說道：“此次請願，純爲救國，絕非有少數人操縱”，并當衆朗讀呈文要求條件，要蔣介石表态。蔣介石轉而說：“餘甚快慰，餘必接受諸生要求，站在國民前面犧牲奮鬥”，并訓令同學回校安心讀書。學生代表當即反問蔣介石：“東三省大片國土淪于敵手，幾千萬同胞成了亡國奴，學生豈能安心？！”蔣介石随即表示：“三日之内作出，不出兵收複失地，殺我蔣某的頭，以謝國人。”于是在上海學生強烈要求下，蔣介石寫了手谕：“本主席效忠黨國，早具決心。對于諸生請願，自可接受。”至此，學生以爲達到了目的，結束請願，回到上海。
11月29日，顧維鈞、宋子文再電張學良“如日方無理可喻，率隊來攻，仍請吾兄當機立斷，即以實力防禦”。外委會還認爲“天津于政治上，軍事上關系至巨，倘日人相逼太甚，我方爲争持國家人格計，至萬不得已時，自應實施正當防衛”。
11月30日，在表态三天後，蔣介石并未動一兵一卒，他在公開發表的演說中表示：“我國民此刻必須忍痛含憤，暫取逆來順受态度，以待國際公理之判決。”（這就是曆史上以失敗而告終的著名的“送蔣北上”運動。）