皇姑屯事件發生後，張學良經化裝祕密回到瀋陽，在奉系元老張作相等人的輔佐下，繼任東北保安總司令，穩定了東北局勢，挫敗了日本關東軍的陰謀。通過河本大作僱用的中國人和其他一些情報渠道，張學良已完全清楚了皇姑屯事件的真相。在中國人民反帝愛國鬥爭的推動下，張學良集國恥家仇於一身，決心恢復東北作爲中國的一部分，取消其特殊性，承認中央政府對東北的主權，實現國家主權的完整統一，也藉此保持自己在東北的地位。1928年6月20日，張學良不顧日本的軍事、經濟、政治壓力，通電宣佈與南京方面“停止一切軍事行動”，(中國國民黨中央黨史委員會編：《革命文獻》第21輯，第1644頁。)
7月1日又致電蔣介石、馮玉祥、閻錫山等，宣稱：“決無妨害統一之意”，(中國國民黨中央黨史委員會編：《革命文獻》第21輯，第1646頁。)並派出王樹翰等四人爲代表與南京政府聯絡。此後，南京與瀋陽之間的信使絡繹不絕，將東北易幟之事提上了議事日程。日本政府對東北易幟十分敏感，深恐東北的特殊性被取消，影響其在東北攫取的特殊地位與既得利益。1927年11月23日，南京方面曾宣佈：“凡國民政府未參與之中外條約或協定，均不能認爲對中國有約束力。”(《中華民國史資料叢稿·大事記》第13輯，第253頁，中華書局1984年版。)日本據此認爲東北易幟即意味着日本與北洋政府以及奉系軍閥所達成的協議和所簽訂的條約將失去法律地位而無效。加之日本與張作霖之間的“密約”尚未最後換文簽訂，成了所謂“懸案”，日本政府極力想使這個“懸案”最後簽訂落實。東北易幟，則取消了解決這個問題的前提，對日本既定的分裂“滿蒙”、吞併中國的大陸政策是一個嚴重的威脅。由此，日本田中義一內閣力圖阻止張學良易幟。
在皇姑屯事件之後，田中內閣所確定的“對華方策”和“一般方針”中，特別提到：“要促進滿洲執政者脫離中國內地的傾向，並劃分、確立華人與外僑(在東北)的居住、營業自由和土地使用權，以便解決朝鮮人問題(即從朝鮮移民中國東北，強佔中國土地)。”([日]關寬治等著：《滿洲事變》，第39～40頁。)張學良對此進行了針鋒相對的鬥爭。他在7月17日會見日本駐東北總領事林久治郎時表示，難以實現與日本有關的張作霖私人簽署的鐵路借款，明確顯露了其易幟的決心。田中義一於7月18日對林久治郎總領事發出訓令，命令其對張學良就東北易幟、南北統一問題發出警告。19日，林久治郎向張學良指出“(一)日本利害關係上，不願見東北三省政治有急劇變化，致影響及於安寧秩序。(二)依日本觀察，國民政府基礎尚未底於確定，此時與之合爲一體，似有考量餘地”，勸其勿改制易幟。(中國國民黨中央黨史委員會編：《革命文獻》第21輯，第1684～1685頁。)
田中義一將勸阻張學良易幟和在東北排除所謂“南方勢力”當作其外交上的最緊要問題。7月28日，派原駐華公使林權助赴瀋陽面晤張學良。行前，田中要其向張學良說明：“滿洲是日本的外圍，是對日本和朝鮮影響甚大的地方，決不能因促進中國統一而犧牲日本在滿蒙的權益。”([日]關寬治等著：《滿洲事變》，第42頁。)林權助會見張學良後，向張學良表示：“東三省若與國民政府妥協，勢必侵害日本之既得權利之利益與特殊地位，所以日本政府此刻勸貴總司令暫時觀坐形勢，較爲妥當。不幸倘若東三省蔑視日本之警告，擅掛青天白日旗，日本必具強固決心，而取自由行動。”並聲稱：“日本政府具有決心反對東三省對南方妥協，即謂干涉內政亦所不辭。”(中國國民黨中央黨史委員會編：《革命文獻》第21輯，第1700～1701頁。)張學良仍不顧其威脅，當場表示“決心以東三省人民爲轉移”。
此後，張爲實行南北統一繼續派代表與南京商談，最後達成易幟、分治、合作之默契。10月8日，國民黨中央常委會議決任命張學良爲國民政府委員。接着，張學良又派邢士廉赴寧，與南京方面達成四點協議：(1)東北設邊防司令長官公署，以張學良爲司令長官，張作相、萬福麟爲副司令長官。(2)設置東北政務委員會，委員人選須經中央同意。(3)東三省及熱河省委員人選，由張學良推薦，中央明令任命。(4)易幟不能待至民國十八年元旦，應提前數日辦理。(張憲文主編：《中華民國史綱》，第340頁，河南人民出版社，1985年10月第1版。)
經過半年的曲折鬥爭，1928年12月29日晨7時，張學良與張作相、萬福麟等聯名通電全國：“仰承先大元帥遺志、力謀統一、貫徹和平，已於即日起宣佈遵守三民主義，服從國民政府，改易旗幟。”(中國國民黨中央黨史委員會編：《革命文獻》第21輯，第1735頁。)同時，東三省及熱河各機關團體、企事業和居民一律改懸國民政府的青天白日旗。30日，南京政府任命張學良爲東北邊防總司令長官，張學良接受了委任狀。
