1929年，资本主义国家先后爆发了经济危机。日本统治集团为了摆脱经济困境，缓和国内阶级矛盾，加紧了侵略中国的准备。其实，日本帝国主义者对中国的侵略是蓄谋已久，很早就利用同清朝政府订立的不平等条约，把中国东北的南部地区强行划为自己的势力范围，在那里设立殖民机构，如关东都督府、南满铁道株式会社（简称“满铁”）、关东军等，对东北进行全面的政治、军事控制和经济掠夺。1931年，日本为实现吞并中国东北的美梦，又多方制造事端，寻衅滋事。在如此危急形势下，国民党政府不但不积极备战，反而忙于国民党内部的派系斗争和军阀混战，更忙于调集军队“围剿”工农红军，置民族危机于不顾，陆续抽调东北军入关，致使东北边防日渐空虚。
1931年9月18日夜10时20分，关东军岛本大队的河本中尉以巡视铁路为名，率领部下向沈阳北郊柳条沟方向走去。当时沈阳城北驻扎着中国驻军营地——北大营，这晚因王以哲旅长回家休息，参谋长赵镇番负责北大营的防卫。河本一边从侧面观察驻有中国军队的北大营的兵营，一边选了个离兵约八百米往南去的地点。在这里，河本亲自把炸药安放在铁轨下，并点燃了火线。随即，只听“轰”的一声，铁轨上的枕木便向四处飞散开来。
据参与策划整个事件的花谷正回忆说，这次爆炸没有炸死张作霖那么大的规模。因为，满铁是日本的主要铁路干线。此次爆炸只要能成为进攻东北军的借口即可，所以不但没有必要把火车炸翻，而且还必须保证在满铁路上驰骋着的列车免受损害。因此，让工兵仔细地作了计算，直线单面铁轨即使炸断一小段，高速行驶的列车仍然可以通过，并根据调查所得的安全长度，规定了所需的炸药数量。在爆炸路轨的同时，河本用随身携带的电话机向大队本部和奉天特务机关报告。这时，守在铁路爆破点以北约四公里的文官屯的川岛中队长，立即率兵南下，开始袭击北大营。
北大营的指挥部内气氛紧张。赵镇蕃请示荣臻的结果是不许抵抗，不得与日本人发生冲突。但是，没有一位团长执行他的命令，大家都站在原地一动不动。“去呀！这是命令！”赵镇蕃瞪着几位团长，几位团长也使劲地瞪着他，大家都默不作声，屋内的空气也仿佛像他们的心情一样憋闷。赵镇蕃断然地挥起手臂：“准备迎击敌人！”“是！”团长们异口同声地响亮回答，然后齐刷刷地跑出屋去。不一会儿，旅部及第六二一团附近的林荫路上响起了自卫还击的枪声，赵镇蕃率领旅部和两个团与日军交上了火。
这反击的枪声犹如一针强心剂，令营房其他各地的士兵们抖擞起精神，大家摩拳擦掌，准备给日军以迎头痛击。但是，荣臻再次下达命令：“不准抵抗！”士兵们不敢贸然违抗命令，只好原地待命，眼睁睁地看着战友与日军奋战。由于日军火力很猛，我军又孤立无援，长此坚守下去，部队伤亡太大。凌晨两点多钟，赵镇蕃下令向东山嘴子撤退。士兵们哭喊着不肯就此罢手，“我们不能这样硬拼。再不走，我们就都走不出去了。”赵镇蕃一边率领士兵与日军展开激烈的巷战，一边指挥部队突围。士兵们一边突围，一边回身依依不舍地望着枪声大作、火光冲天的北大营。
北大营其他各团也纷纷向东撤军，部队散乱地在黑夜中行进着。“轰！”的一声，日军向我军发射了远程炮弹，正好落在队伍之中。部队许多士兵负了伤，无药可医，只能草草地包扎一下；一些重伤员躺在担架上，一路颠簸震动，痛苦的呻吟声不绝于耳。看着自己的狼狈相，士兵们愤愤地说：“为什么兄弟部队不肯增援？我们的飞机为什么不起飞参战？如果大家齐心合力，一定可以给日军还以颜色，让他们知道我们中国人不是好欺负的！”一路上，敌机紧追不放，不时掠空而来，向撤退的队伍扫射、投弹，部队只好白天待命，天黑后再走。
下午，旅长王以哲化装从沈阳城出发直奔东大营预定集合地。眼前的景象着实让王以哲心酸，只见士兵倒的倒、卧的卧，一脸的疲惫、一身的尘土，受伤的士兵或躺在担架上，或靠在大树下，无精打采地轻声呻吟着。过了一会儿，各团、队长依次汇报情况。六一九团一开始受命在营房卧床假寐，许多士兵活活被日军刺死，撤退时又因腹背受敌，伤亡较重；六二一团，以一部分兵力掩护，绕道旅部撤出，伤亡较轻，但尚有一个营没有音讯；此处赵镇蕃率领一部分人走在前面（此时，他们已到达山城镇，但驻山城镇守军王芷山不肯收留，要求他们尽快离开山城镇）；第六二零团担任掩护任务，因日军未随后尾追，所以伤亡较轻。王以哲旅长看到部队如此凄凄惨惨的样子，长叹一声，没有说话。
王以哲率部也来到山城镇，与赵镇蕃会和。部队休息一宿后，第二天继续向东前进到达锦州。王以哲向赵镇蕃行了一个90度的鞠躬礼，说：“当时如果听我的话（指把枪放在库里）就坏了，我这个旅长是你给我的，谢谢你！”不久，部队又离开东北，开进了山海关，进驻清河镇大楼休整。
在进攻北大营的同时，日军也开始有预谋地分两路进攻沈阳。第一路攻商埠地北市场，第二路侵入大小西门。一夜之间，宪兵总司令部、电话局、有线电局、无线电台、东北边防军司令长官公署、省政府、东三省官银号、中国银行、交通银行、各种军政机关、学校、工厂相继被占。
日军侵占沈阳后，开始对中国人民进行残酷迫害，同时，大肆掠夺财产。据不完全统计，仅官方财产的损失，就在17亿以上。尤为严重的是枪支弹药、军械器材和飞机大炮的损失，飞机约损失262架，迫击炮损失约3091门，战车约26辆，步枪和手枪1108206支，机关枪5864挺。此后，在短短的六七天时间里，日军又接连侵占了安东、海城、营口、辽阳、鞍山、铁岭、本溪、抚顺、四平、长春、吉林等20多座城市及其周围广大地区。
九·一八事变发生后，蒋介石将制止日本侵略的希望完全寄托在英、美的出面干涉上，幻想依赖国际联盟强迫日本撤兵，要求“国人镇静忍耐，信赖国际联盟公理处断”。可是，英、美虽对日本出兵东北表示了不满，但他们都不愿做出实质性的牺牲。中国及英、美采取的绥靖政策，让日本更加放心大胆地将魔爪伸向中国大地。
日本帝国主义对东北的侵略及国民党的不抵抗政策，激起了全国各界群众和海内外同胞的极大愤慨，抗日怒潮迅速在各地掀起。1931年9月22日，中共中央通过《关于日本帝国主义强占满洲事变的决议》。是日起，全国抗日声浪沸腾。国民党鄂、滇、晋、冀、平省市党部及海外许多支部致电国民党中央，请立即进行全国动员，与日决战。北京、南京、上海、南昌、宁波等地举行了数十万人的游行示威，高呼“打倒不抵抗主义”等口号。
与此同时，工界、农界、商界、海外侨胞一致奋起，纷纷投身到抗日救亡的热潮中来。
在全国抗日反蒋浪潮的冲击下，蒋介石及国民党遭到了应有的谴责，蒋介石被迫于12月15日宣告下野。