国民党政府对日本的侵略采取不抵抗政策。事变发生前，蒋介石于8月16日致电张学良：“无论日本军队此后如何在东北寻衅，我方应予不抵抗，力避冲突。”9月12日，他在河北石家庄召见张学良时说：“最近获得可靠情报，日军在东北马上要动手，我们的力量不足，不能打。我考虑到只有请国际联盟主持正义，和平解决。我这次和你会面，最主要的是要你严令东北全军，凡遇到日军进攻，一律不准抵抗。”事变发生后，国民党政府电告东北军：“日军此举不过寻常寻衅性质，为免除事件扩大起见，绝对抱不抵抗主义。”当时，日本关东军只有1万多人，而中国东北军驻在东北的有16.5万人。东北军部队多次接受不准抵抗的训令，在日军突然袭击面前，除小部分违反蒋介石的命令奋起抵抗外，其余均不战而退。
9月19日上午8时，日军几乎未受到抵抗便将沈阳全城占领。东北军撤向锦州。全国最大的沈阳兵工厂和制炮厂连同9.5万余支步枪，2500挺机关枪，650余门大炮，2300余门迫击炮，260余架飞机，以及大批弹药、器械、物资等，全部落入日军之手。据统计，仅9月18日一夜之间，沈阳损失即达18亿元之多。此后，东北各地的中国军队继续执行蒋介石的不抵抗主义，使日军得以迅速占领辽宁、吉林、黑龙江3省。