霖不能满足日本在中国东北地区的特殊权益，土肥原配合关东军高级参谋河本大作大佐策划1928年6月4日皇姑屯事件，以除掉张作霖。1931年3月任天津特务机关长。1931年8月任奉天特务机关长，土肥原贤二与关东军参谋板垣征四郎、石原莞尔、等人一同参与策划了九一八事变。事变后，曾一度任奉天临时市长。后将隐居在天津的清逊帝溥仪带出，扶植其在中国东北地区成立傀儡政权满洲国。1935年6月，在察哈尔阴谋策动“张北事件”，以此事件为借口逼迫民国政府签署《秦土协定》，取得了察哈尔大部主权。1935年10月，策划华北自治运