10月28日，日本政府發表聲明，否認國聯的決議，提出中日直接交涉的5條大綱：（1）否認相互的侵略政策及行動；（2）尊重中國領土保全；（3）徹底取締妨害相互通商自由及煽動國際的憎惡之念之組織；（4）切實保護“滿洲”各地臣民一切和平的業務；（5）尊重帝國在“滿洲”於條約上之利益。對於日本提出的5條大綱，戴季陶認為不能接受。他說：前三條說得冠冕堂皇，沒有什麼問題，但是，第四、第五兩條“便如毒藥一般”。顧維鈞從中看出一點名堂，他說：“細閱日本政府聲明書末段措詞，日方似已稍讓步，將其基本大綱與撤兵接收事宜並為一談，準備與吾國開議。如果日本誠意轉圜，不難就其提議謀一無損雙方體麵而有利吾國主張途徑，以免僵局。”於是，他就此向蔣介石作了說明。蔣介石“亦深以速覓兩全之途徑為然”。顧維鈞進而提出，日本不可能遵守國聯的決議，國聯也無權強製實行它的決議，因此，要想解決中日之間的問題，“隻有在國聯的監督、幫助之下由兩國談判”。他解釋說：“一般說來，談判是解決國際爭端的正常方法，不管這些爭端多麼嚴重。正因為如此，日本盡管是侵略滿洲的禍首，也希望作出願意同中國談判的姿態。如果中國對於日本的建議給予完全否定的回答，拒絕和日本談判，那麼就正中日本之計，使日本可以遂其抗拒國聯的策略。”顧維鈞的主張，得到宋子文、戴季陶的讚同，從而使外交委員會裏讚成談判的意見占了上風。10月29日，外交委員會召開例會。蔣介石在會上又改變了直接交涉的想法，表示不能與日本直接交涉。他說：“日本對於此國聯決議堅持不接受已甚明顯，以後情勢實較未決議前更為嚴重。”“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致同情以後，自應信任國聯，始終與之合作，而為國聯本身設想，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。”他建議，在日軍沒有撤完之前，“不與日方作任何接洽，即將來撤兵後如何開議，手續問題亦不擬先表示”。就在蔣介石堅持不撤兵不交涉的時候，11月初，日軍開始大舉進攻黑龍江，並且在天津製造事端，裹挾清末遜位皇帝溥儀出關。對此，南京政府一方麵寄托於國聯“采取強硬態度，必不致如從前之畏首畏尾”，另一方麵希望馬占山能夠抵抗日軍的進攻。黑龍江省代理主席馬占山率部在嫩江橋的抵抗，使日軍遭受重大損失。這使南京政府找到了一條擺脫困境的途徑，即抵抗而不宣戰。11月9日，南京政府外交委員會決定電請張學良轉令馬占山堅守防地，盡力自衛。另外，蔣介石還通電獎勉馬占山的自衛“甚屬正當”，“為國爭光”，並且公開表示要“親自北上去救國”。
在日軍不斷擴大事態的情況下，11月6日，國聯理事會在法國巴黎召開會議，主要是討論中國東北問題。會前，美、英、日進行了一係列秘密會談，就中國東北問題取得了一致意見。結果，會議作出了令日本非常滿意的協議：國聯“拒絕規定日軍撤退的期限”，力爭“通過休戰停止軍事行動”。
（四）美、英、法的如意算盤
在這一過程中，對中國來說，美國扮演了不光彩的角色。還在“九一八”事變前，美國鋼鐵大王卡耐基曾向蔣介石建議，把東北賣給日本。不僅如此，美國還同日本達成瓜分中國東北的“諒解”，美國表示，隻要日本的軍事侵略行為不越過錦州以南，就可以“不與聞視滿洲事變”。“九一八”事變發生後，國聯致函美國政府，美國國務卿史汀生表示，美國不參與沈陽事件的調查，甚至譴責國聯“力圖讓美國挑重擔”，宣稱將避免采取一切可能引起日本不滿的措施。
為此，史汀生電告美國駐日內瓦公使威爾遜，明確告訴他：美國不參與國聯理事會有關日中糾紛的討論，反對成立調解委員會，讚同“由日中雙方通過直接談判達成協議”。美國副國務卿卡斯爾直言不諱地說，擺脫當前局勢最好的辦法，在於“由日本完全控製中國東北”。美國公開支持日本的侵略行為，完全忽視和侵犯了中國的利益。美國政府的這一行為，正如史汀生所說，日本對美國“在反對過分嚴厲地對待他們時所表現出來的親切態度感到非常滿意”，整個歐洲國家都讚揚美國政府的“策略性”外交。