同时，关东军第2师第3旅第29团向奉天城攻击。驻军在睡梦中惊醒，死300余人。驻军因长官正滞留于关内，闻变无法应付，奉命取不抵抗主义，日军遂佔领北大营、东大营，以及兵工厂。时张学良方滞北平，严令驻军王以哲旅不作抵抗。事变之日，蒋赴江西督师剿共，兼防广东、广西。9月19日凌晨，关东军司令本庄繁下令：辽阳的第2师主力增援对沈阳的进攻；独立守备队第3营进攻营口、第4营进攻凤城、安东（现为丹东）；第2师第3旅主力、骑兵第2团、独立守备第1营分别进攻长春宽城子、二道沟、南岭等地。关东军一万余人于8小时内，佔领沈阳