1932年1月13日，阪垣攜日本陸軍省、海軍省和外務省製定的《中國問題處理方針綱要》返回沈陽。1月22日，關東軍參謀長三宅光治召開了“建國幕僚會議”，具體製定了建立偽滿洲國的方案。此後，便加快了建立偽滿洲國的速度。2月16日，按照關東軍的指導和阪垣擬定的方案，張景惠等各地漢奸頭目在沈陽召開炮製偽滿洲國的“建國會議”。17日，以張景惠為委員長的偽東北行政委員會宣告成立，並於次日發表宣言，與南京國民政府脫離關係。
25日，阪垣代表關東軍司令官向“東北行政委員會”提出經日本政府和軍部批準的方案，指定國名為“滿洲國”，元首稱“執政”，年號“大同”，版圖包括奉天、吉林、黑龍江、熱河四省及呼倫貝爾、哲裏木、昭烏達、卓索圖各盟，以紅藍白黑滿地黃五色旗為“國旗”，國都定在長春，改稱“新京”。
2月22日，阪垣到旅順與溥儀會晤。癡心複辟的溥儀不肯出任“執政”，要求恢複帝製。後在阪垣威脅要“用對待敵人的手段做答複”的情況下，溥儀答應暫任執政一年。這樣，偽滿洲國的籌備工作便告結束。
1932年3月1日，按照日本的旨意，張景惠以“偽滿洲國”政府的名義發表了《建國宣言》，宣布偽滿洲國成立以溥儀為執政，鄭孝胥為國務總理。3月9日，溥儀在日本文武官員和大小漢奸簇擁下，在長春粉墨登場，就任執政。3月10日根據關東軍司令部提出的名單，溥儀任命了偽滿洲國的主要官吏。
隨後，溥儀同本莊繁以“換文”的方式簽訂了日滿密約，規定：“滿洲國”之國防及維持治安委諸日本；“鐵路、港灣、水路、航空線等之管理並新路之布設”，均委請日本及日本指定之機關；日本人可任“參議”和“其他中央及地方各官署之官吏”，關東軍司令有“保薦”權、“解職”權等。
1932年3月偽滿洲國宣布成立，溥儀舉行“就職典禮”。1932年9月15日，日本宣布正式承認偽滿洲國。同一天，日“滿”在長春簽訂了《日滿議定書》，規定偽滿尊重和確認“日本國或日本臣民在滿洲國領域內根據以往日中兩國間的條約、協定、其他條款以及公私契約所享有的一切權力和利益”；“日本國軍隊駐紮在滿洲國境內”，兩國共同擔負防衛國家的責任。
《日滿議定書》以正式條約的形式，確認了日本在中國東北的軍事、政治和經濟的控製權，日本指揮“滿洲國”的一切行動，中國東北從此淪為日本的新型殖民地。
1934年3月1日，偽滿洲國更名為“滿洲帝國”，溥儀在長春郊外的祭壇上，告天即皇帝位，年號康德，鄭孝胥改稱國務總理大臣，行政體製改為君主立憲製。
1934年10月1日，“滿洲帝國”公布新的《省官製》，將熱河省在內的原東北四省劃為10個省，12月又把原來的興安省劃分為東、南、西、北四省。實際上分為奉天、濱江、吉林、龍江、三江、間島、安東、錦州、熱河、黑河、興安東、興安南、興安西、興安北14省。此外還有新京、哈爾濱兩個特別市和東省特別區。1937年增設通化省和牡丹江省。1939年增設北安省和東安省。1941年增設四平省。這樣，偽滿洲國最後便為19省、2市所構成。
偽滿洲國實際上是日本的傀儡政權，它的成立，為日本帝國主義進一步擴大侵略中國的戰爭，並最終發動太平洋戰爭，提供了前進基地。