1925年11月，郭松齡反奉。郭素稱東北軍第一猛將，率領7萬人直取奉天，張作霖猝不及防，準備撤守。據奉軍軍團長王鐵漢說，此時張學良率軍與郭松齡對峙在巨流河，郭手下官兵看見河對岸是張學良，紛紛棄走投奔，郭松齡頓成孤家寡人。郭又遭到日軍空襲，僅以身免，只得化裝逃跑，後被逮捕，張學良原本欲放了他，但張作霖已下令將其槍斃，郭夫婦暴屍三日。張學良痛哭失聲，幾至昏厥。1928年6月4日淩晨5點30分，張作霖因戰事節節失利，無法抵抗國民革命軍北伐，宣布由燕京退守山海關關外，乘火車返奉天，途經皇姑屯車站時，被日本關東軍炸死，史稱皇姑屯事件。遠東國際軍事法庭調查認為，是日軍河本大作大佐策劃。但不能解釋關東軍為何要殺親日反俄的張作霖，後來俄羅斯作家普羅霍羅夫稱，蘇聯特工偵知張作霖似擬退回關外，欲仿第一次直奉戰爭失敗後自治或獨立的形式，蘇聯一方面因其曾結怨於張作霖收回中東鐵路之路權與收容白俄之反共勢力，另一方面擔心其與日本密切的關係與合作，故由特工進行暗殺任務。
遠東國際軍事法庭調查認為「皇姑屯事件」是由誰所策畫的?