此外，美国在远东没有进攻日本的据点，很难攻击日本，美国海军在布局上不够匀称，日本海军实质上也不是处于绝对劣势的。因此，美国的渡洋作战只不过是空谈，至多只能对日本进行经济封锁而已。总之，石原莞尔的结论就是，日本可以放心地侵占东北，甚至侵占整个中国。一九二九年七月，石原莞尔推荐他的老朋友“阴谋老手”板垣征四郎任关东军参谋，从此二人开始共同为霸占中国东北而积极活动。
从一九二九年起，石原莞尔和板垣征四郎先后组织了四次“参谋旅行”，侦察东北地区的地理情况和东北军的兵力分布情况，为将来发动侵略战争做准备。在以“旅行”为名进行的军事侦察活动中，石原莞尔和板垣征四郎带领关东军的作战参谋，经过实地刺探，形成了诸如“攻击哈尔滨和防御海拉尔的问题”，“关于占领地区怎样统治的问题”，攻打锦州的战术，“夜袭弓长岭的现地研究”和“攻打奉天城要领”等详细的侵略作战计划。
在“参谋旅行”中，石原莞尔等人窃取了大量军事情报，同时也意识到，东北地域辽阔，关东军不足两万人是难以战胜多达数十万之众的东北军的，因而，常规的军事入侵方法是无法取胜的。对这样的“困难”，石原莞尔想出了“由里向外来占领满洲”的方法。
一九三一年三月四日，石原莞尔主持制订了《为解决满蒙问题之作战计划大纲》，提出先在沈阳挑起事端，然后以日本利益受损害为借口，集中优势兵力占领沈阳，再进一步侵占全东北。这一侵略计划得到关东军好战分子的赞成。他们开始以这一计划为“蓝本”，进行军事入侵的准备。
日本陆军上层支持关东军军事入侵行动的大有人在，为了使石原等人侵占沈阳的军事行动能顺利成功，参谋本部军事课课长还专门向关东军批了两门二十四厘米口径的重炮。为了安放这两门重炮，石原莞尔以修建游泳池为幌子，在驻奉天关东军独立守备队兵营内，挖了一个直径为三十三英尺，深三十九英寸的炮基座，四周加上围棚，伪装成仓库。这两门重炮，一门炮口对准奉天东北军北大营营房，另一门则指向奉天飞机场。除了在关东军内部进行军事进攻准备外，石原莞尔也没忘记做好国内的动员工作，以便获取军部内更多人对侵略计划的了解和支持。一九三一年七月，石原莞尔与板垣征四郎回国，专门在国内兜售《为解决满蒙问题之作战计划大纲》的侵略计划。经过板垣征四郎的鼓吹，石原莞尔的侵略计划得到军部大多数高级将领的赞成和支持，返回关东军后，二人更加紧推行实施既定的侵略计划。
八月二十日，石原莞尔向关东军新任司令官本庄繁汇报了侵略中国东北的计划，得到本庄繁的认可和默许。九月十五日，关东军准备擅自行动的消息泄露，内阁施压，责令参谋本部“制止”关东军的轻举妄动。石原莞尔和板垣征四郎得知这一信息后，加紧谋划事变，准备将原定九月二十八日的行动提前到九月十八日，赶在参谋本部派人来之前，造成既成事实。九月十七日夜，石原莞尔与板垣征四郎在辽阳白塔旅馆碰面，决定由石原莞尔在旅顺关东军司令部内进行作战部署，而板垣征四郎则在奉天实地进行前线指挥。被炸成废墟的东北军北大营。
九月十八日下午，前来“安抚”的参谋本部第一部部长建川美次到达奉天。板垣征四郎不动声色地在火车站迎接，并为建川美次“安排”好饭店，一向以工作为重的建川少将这次一句公事也没谈即在宾馆休息了。
当晚十时三十分，奉天车站西北方约八百米处的南满铁路柳条湖一段被炸。关东军以此为借口，立即向东北军北大营发起进攻，震惊中外的九一八事变爆发。
已准备就寝的关东军司令本庄繁忽然接到奉天特务机关发来急电，称：“十八日夜十时许，奉天北大营西侧，暴戾的中国兵破坏满铁线路，与我守备队发生冲突。独立守备第二大队已向现场出动。”
本庄繁立即命令参谋长三宅召集石原等各参谋到办公室，召开会议，商讨对策。石原莞尔迫不及待地说：“对敌之不法行为，先发制人，应该刻不容缓地立即命令各部队出动，制敌中枢于死命。”
不过，本庄繁觉得情况尚不明了，所以没有完全接受石原莞尔的意见，而是准备先让兵力集中到据点，以待形势的进一步发展状况，再行决定。石原莞尔对本庄繁的“胆小”行为很不满。这时，奉天发来第二封急电：“岛本大队与北大营部队发生冲突，正在激战中。”战火看来是如石原所愿，越烧越大了，本庄繁考虑到要占据主动权的话，就不能等到国内的命令再行出兵了。于是，本庄繁最终接受了石原莞尔“先发制人”、“制敌中枢于死命”的出兵意见，向各部队发布“全面出击”命令。待命令发布后，本庄繁才让作战参谋向军部中央报告，这其实也是想造成“既成侵略事实”的一种拖延之策。
为了便于前线指挥，关东军司令部于十九日凌晨三十分从旅顺转往奉天。到达奉天后，本庄繁立即听了板垣征四郎的战况汇报。这时他仍未下决心彻底采纳石原莞尔的作战计划，把兵力派到南满以外地区，尤其是向北满进军，他担心会与苏联发生冲突。板垣和石原却翻来覆去地强调，此时正是绝佳的用兵机会。
石原对本庄说：“总之，事变既已发生，如果此时不一举解决满蒙问题，我们将遗恨百年。
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