1928年6月4日、早朝に北京を引き揚げ、自らの根拠地である奉天へ向かった。同日5時半に奉天近くの皇姑屯駅を通過、瀋陽駅途中の鉄橋下で乗車中の列車が爆発し、重体となる。張は自動車で私邸に担ぎ込まれたが、まもなく死亡した。この張作霖爆殺事件は当初から関東軍の参謀・河本大作大佐の策略であるとの説が有力であり、第二次世界大戦終結後に明らかにされたいくつもの証拠により現在では通説となっているが他説も多い。小川平吉鉄道大臣が事件の後始末にあたり、外務省・陸軍省・関東庁の「特別調査委員会」によって事件の概要が判明し、また現地に派遣された峯憲兵司令官の調査により、事件が河本大作大佐の指揮により行われたことが判明。日本政府は責任を取り田中義一は総理大臣を辞職した。なお、小川自身、河本から直接「事件」についての告白を聞いている（小川平吉関係文書）。一方でロシアの歴史作家ドミトリー・プロホロフにより、スターリンの命令にもとづいてナウム・エイティンゴンが計画し、日本軍の仕業に見せかけたものだとする説も存在している（詳細は張作霖爆殺事件ソ連特務機関犯行説を参照）。奉天軍閥等の共同調査では、事件後に集めた破片や残骸から爆弾はロシア製と判断されている
1928年4月、蒋介石は改めて国民革命軍を改編し、欧米の支持を得て再び北伐を開始した。この時は他の軍閥勢力である馮玉祥・閻錫山なども自らの勢力下に加え、万全な態勢を取っていた。張は防戦するが、欧米からの支持を失った。日本政府も張を扱いかねており、山東出兵（第2次）によって済南で蒋介石軍と衝突するものの（済南事件）、蒋介石から「山海関以東（満洲）には侵攻しない」との言質を取ると、張を積極的には支持しなくなった。同年6月4日、国民革命軍との戦争に敗れた張はついに北京を脱出した。当時の日本の首相・田中義一はなおも張の利用価値を認め、東三省で再起させることを考えていたが、既に満州国の建国計画を進めていた関東軍は張の東三省復帰を望まなかった。
4月10日、ソ連大使が本国に召還されソ連と中国の国交は断絶した。一方、ソ連は張に圧力をかけるためにモンゴルに大砲、弾薬、毒ガス、航空機を集中させている。北京のソ連大使館捜索によって、中華民国に反する活動をしていた共産党員は軍法会議にかけられ、北京大学教授李大釗らは処刑された。ソ連大使館で押収された書類には北京において工作活動、あるいは暴力に訴えるための4120名に及ぶ宣伝部員等の名簿やイギリス、フランス、日本に対する反抗的策動を目的とする委員会の調印文書など共産化の陰謀を示すものがあり、その内容はイギリス下院においてもチェンバレン外相から発表され、さらにイギリス国内ではアルコス事件が起き、イギリスとソ連との国交は5月27日断絶している。張のソ連大使館捜索に続き、4月12日には蒋介石が上海クーデターを起こした。
1927年3月3日、過激化する共産思想（赤化）を防ぐ為に国民革命軍（南軍）と戦う意思を国内外に示し、3月6日に南軍総攻撃を指令した。しかし、3月21日に国民革命軍が南京、上海を占領し、南京事件が発生した。欧米勢力の目にも国民革命軍の背後に明らかにソ連が暗躍する姿が映り、国民革命軍を嫌って支持せず、張に好意的な姿勢を取るようになった。張も日本よりも欧米勢力に追随する風を見せた。3月に起こった南京事件の北京への波及を恐れた列強は、南京事件の背後に中国共産党とソ連の策動があるとして日英米仏など七カ国外交団が厳重かつ然るべき措置をとることを安国軍総司令部に勧告した。その結果、同年4月6日、北京のソ連大使館官舎を奉天軍が家宅捜索し、ロシア人・中国人80名以上を検挙、武器及び宣伝ビラ多数などを押収した。これは奉天にも国民党軍からの共産主義者が浸透し、それによる満洲の共産化運動を防ぐための処置でもあった。張がソ連大使館官舎を家宅捜索したことについては日本を含む列強各国から事前に国際法上の問題がないことの承認を得ていた。また南京事件は共産主義者が起こしたとされ、各国の共産主義に対する警戒心は高まっていた。
日本で人家の軒先などに一般的に見られるツバメの巣は、唾液だけでなく泥や枯れ草によって作られるので食用には適さないが、アナツバメの巣は世界中で高い人気を誇る食材となっており、スープの具やデザートの素材や飾り付けとして用いられる。中華料理の中でも特に広東料理で利用される。元末明初頃に中華世界に知られるようになり、清代になるとふかひれや乾しあわびと並ぶ高級中華食材として珍重されるようになった。燕の巣が出る宴席は「燕菜席」と呼ばれ、満漢全席に次いで格式の高い宴席となっている。2013年、中国政府は綱紀粛正の一環として、接待の宴席に高級料理を用いることを禁じた。この際、高級食材の例としてふかひれとともにツバメの巣が挙がるなど、21世紀の現代においても贅沢品の代表格であることが窺える。日本においても、江戸時代初期の料理書『料理物語』に、「燕巣（えんず）」という名で記載されており、吸い物や刺身のつまとして用いられていた。日本では上記のとおり生産されておらず、交易によって輸入されたものであり、中国同様に貴重な食材である。独特のゼリー状の食感が特徴である。タンパク質と多糖類が結合したムチンが主成分であり、タンパク質と共に、糖質の一種であるシアル酸を多く含んでいる。また、インターロイキン-6や上皮成長因子(EGF)、繊維芽細胞成長因子(FGF)様のサイトカインが多種含まれることが近年わかってきた。古くから美容と健康に良いとされている漢方食材であり、清の西太后も連日食したと伝えられている。巣によって羽毛などの巣材を比較的多く含むものから、全くと言っていいほど含まないものまで差がある。混ざり物などが少なく作られて間もない物が重宝され高値がつきやすい。調理に際しては湯で柔らかく戻してから、ピンセットなどで丁寧に羽毛などを除去する。