第二回 蔣介石被迫再下野 調查團出台應對策
張學良在北平接聽榮臻電話中斷後，直到24小時後的19日夜1時許，才接到榮臻十萬火急的電報。當即召開文武官員會議，把沈陽發生的嚴重情況敘述了一遍，然後說：“如今我等已易幟，聽命於中央。所以，我們一切舉動，都要聽從中央安排。”張學良稍停又說：“我們是主張抗戰的，但須全國抗戰；如能全國抗戰，東北軍必在最前線抗戰。”他邊說邊站起身，在室內走了幾步，又說：“總之，這次事件，我們勿使事態擴大，以免兵連禍結，波及全國。”
張學良連夜將沈陽事件報與南京中央政府和軍委會。電文如下：
國民政府鈞鑒：
頃據沈陽藏主席、榮參謀長皓卯電稱：日兵昨晚十時，開始向我北大營駐軍實行攻擊，我軍抱不抵抗主義，毫無反響，日軍竟致侵入營房，舉火焚燒，並將我兵驅逐出營。同時用野炮轟擊北大營及兵工廠。北大營迫擊炮庫被毀，迫擊炮廠亦被占領，死傷官兵待查，城內外警察各分所，均被日兵射擊，警士被逐出，無線電報台亦被侵入。向日領事迭次交涉，乃以軍隊之行動，外交官不能直接製止等語相告。顯係支語，並雲由我軍破壞南滿鐵路橋而起，實屬捏詞，截止本日午後五時，尚未停止槍炮，以上等情，均經通告各國領事，伊等尚無表示，職等現均主張堅持不抵抗，以免地方糜爛。餘續電，並已轉電南京政府謹陳，藏式毅榮臻叩印等語。最後複得沈電台報告，日軍已於今晨6時30分入省城，占據各衙署、各通訊機關，驅逐我警察，遮斷我北寧路，此後消息完全阻斷，情況不明。日方宣傳，因我軍襲擊南滿路，故日軍施行追擊。但事實上我方絕無此事，即日軍犯我北大營時，亦毫未與之抵抗。除電國民政府外，敬電奉聞。
張學良告急電至南京時，國民政府於右任、戴季陶、丁惟汾、王正廷等人聞知事變消息，慌亂一團。隻得急電江西，請蔣介石速回南京主持一切。
剛抵南昌主持剿共的蔣介石，接到沈陽事變的消息後，當下發電於北平，命令張學良不得下令抵抗。下午，蔣介石會同陳銘樞、何應欽3人飛回南京。起身之際，蔣又接到電報稱：外交已兩次向日方提出抗議，要求日軍退出占領區。在國際聯盟的中國代表施肇基，也向國聯報告了實情，要求國聯和各國主持正義。
蔣介石回到南京，主持宣傳的教育部次長陳布雷，即向蔣請示對事變的宣傳方針。他不假思索地說：“布雷先生，我意按照《國際盟約》及《非戰公約》與《九國公約》，訴之國際公論，中國將聽命於國聯。要求國聯派中立委員會監視日本撤兵。我方態度明確，我已嚴令東北軍不得節節抵抗。”蔣深思了一會，說：“你寫一個《告全國同胞書》，要突出三點內容，就是：確實團結，堅定沉著，加倍刻苦。另外，你要再草一份通電，請粵方共赴國難。”
當晚，蔣介石主持召開了中央執監委聯席會議。會上，蔣介石說：“日本今乘粵逆叛變，我黨國內部分裂之際，侵略東北。日人圖我東北之野心久矣！今付諸行動，其野心一發，心難再收，東北從此將無寧日。令人痛哉！大敵當前，中正惟有鞠躬盡瘁，死而後已，拚一身報我總理，報我先烈。報我民族！”
此時，蔣介石眼睛裏唅著淚花，聲音低沉，稍停，他環視嚴肅的會場接著說：“然製止日本人之暴行，手段種種，餘認為：在國際，我當以我中華民族之文明，對日本人之野蠻，將日本人之暴行，提交國聯，訴諸於公理；在國內，消除紛爭，全黨同誌，精誠團結，共赴國難！”
接著，蔣介石提出了由陳銘樞赴粵講和的建議，全體與會者一致讚同。而後，陳銘樞提議，讓蔡元培一同去廣州。經過商討，這次會議最後決定四點基本方針：即加設特種外交委員會，以加強外交工作；抽兵北上，暫緩討粵及剿共軍事行動；派蔡元培、張繼、陳銘樞3人前往廣東聯粵，共禦外侮；發表《告全國軍民書》，要求全國人民鎮靜忍耐，相信國聯會公正解決。
21日，南京政府正式向國際聯盟求援。與此同時，又請求美國政府行使“九國公約”，以抑製日本擴張。
22日，中國國民黨中央發表了《中央告全國同胞書》。內稱：國家遭此非常之變，必賴舉國一致之努力，尤必確認共循之徑途。公告中對處理這一事件提出三點：一是必須團結，一切言論行動，必須真實地保持全國一致；二是必須堅定民眾，確實秩序，力戒矜張；三是必須加倍刻苦，無論國家與個人，均應僉矢辛勤，加緊工作，於應付危局之中，培養國家之基本。