辽阳是关东军总司令部和第二师团师团部以及第二师团第15旅团旅团部所在地，驻扎着日军第2师团第15旅团第16联队，另有上千名日本在乡军人、退役军警等后备武装力量。实际上，此时的关东军总司令官本庄繁中将也是日本皇道派的骨干，崇尚对外扩张，支持“把日本的生命线满蒙地区彻底纳入日本的疆域版图内”，因此他对石原莞尔、板垣征四郎等关东军内的激进派军官给予了信任和重用，曾是张作霖高级顾问的本庄繁还在1926年一手制造了震惊中外的“大沽口事件”。石原莞尔、板垣征四郎等激进派军官试图挑起战争的行为，本庄繁基本是睁一只眼闭一只眼，持默许甚至是纵容的态度，并且石原莞尔、板垣征四郎等人也差不多已经制定好了一份详细的挑起战争、占领东北的作战计划。但本庄繁、石原莞尔、板垣征四郎等人都万万没有想到，向来“软弱可欺”的张学良和东北军居然敢先下手为强了。按照本庄繁等人的思维惯性，即便东北的局势越来越紧张，张学良也应该是再次退让，即便他想动手，肯定也有很多过程和征兆，比如他肯定要请示南京，甚至是边谈边打。但本庄繁等人做梦也没有想到，东北军不但先下手为强，而且一上来就下了死手。这彻底打乱了关东军的计划，也使得本庄繁等人猝不及防。可以说，张学良比石原莞尔和板垣征四郎还要狂妄。
关东军不但被打了个措手不及，并且其分散在辽吉两省的部队在一天一夜之间就被准备充分的东北军给逐个击破。战事刚刚爆发之际，本庄繁甚至有些不敢相信，反复询问关东军总参谋长三宅光治少将：“满洲军真的在进攻我们？”
三宅少将也有些惶然：“确认无疑！满洲军蓄谋已久，沈阳、鞍山、铁岭、海城、长春等地的关东军都在遭到猛烈攻击！满洲军的空军还突袭了我们的旅顺机场，炸毁了我们的所有飞机！”
本庄繁大惊失色且火急火燎：“这怎么可能！张作霖都不敢这么做！张学良怎么可能敢对我们动手！他就不怕我们的报复吗？他就不怕大日本帝国正式对支那宣战吗？这个纨绔子弟简直就是不知天高地厚！”
三宅少将沮丧地道：“总司令官阁下，我想，张学良正因为年轻鲁莽，所以才这么不知天高地厚。但是很显然，满洲军准备充分且先发制人，关东军目前在各个战场上都节节失利。我们现在该怎么办？”
本庄繁勉强恢复了镇定：“第一，立刻给东京发报，告诉军部和内阁，满洲军对关东军开战了！第二，立刻给朝鲜驻军总司令官林铣十郎中将发报，请求驻朝鲜半岛的帝国军能迅速增援我们；第三，命令多门师团长，一定要坚守住辽阳！告诉他，关东军的荣誉在此一战！”
尽管事发突然，本庄繁来不及制定详细的作战计划，毕竟一直在磨刀霍霍准备挑起战争的关东军怎么也没有想到，“待宰羔羊”居然会抢先出手了。这就好像一个屠夫正在绞尽脑汁地想着如何宰了砧板上已经被捆起来的那只羊，满脑子都是“如何下手”和“怎么下手”，绝对不会想到那只羊居然一口咬在了这个屠夫的要害处，并且那只羊的目的不是逃命，而是为了咬死这个屠夫。关东军由于在实力上大大逊于东北军，石原莞尔、板垣征四郎等人所拥有的仅仅是近乎狂妄的大胆和野心，遇到张学良此时先发制人的手段以及比他们更加狂妄的大胆，关东军就彻底无法招架了。在这样的情况下，本庄繁只知道，一旦关东军正式被赶出东北，关东军总司令部所在的辽阳被东北军攻取，那关东军即便能卷土重来，也会颜面扫地。从军事角度出发，本庄繁此时应该带着部队和司令部撤离辽阳，但为了那所谓的荣誉和尊严，本庄繁决心顽抗到底，等待东京和朝鲜的援军。实际上，本庄繁此时也走不了，他如果乘坐飞机逃跑，肯定会被东北空军的飞机给击落。
关东军总司令部既然在辽阳，那日军对辽阳的防卫力量自然也是最充足的，除了正规军第2师团第15旅团第16联队的三千余士兵外，另有五千多已经组织起来的日本在乡军人和退役军警以及浪人侨民随时待命。本来，这些关东军的后备力量原本是打算被用来发动“满洲事变”的，此时却成了护卫关东军总司令部的有生力量。由于总司令官、师团长、旅团长、联队长都在这里亲自坐镇指挥，因此第16联队和协同作战的日本武装人员抵抗得异常顽强。另一方面，作为日军最高指挥部所在的辽阳虽然重要，但毕竟没有作为东北军最高指挥部所在的沈阳更重要，因此第1军的主力先去解决了沈阳敌军，再开赴辽阳参战，这在客观上确实贻误了时间，让日军得到时间进行反应和准备。
辽宁省的铁路网属于满洲南部铁路网，但有三分之二都控制在日本人的南满洲铁道株式会社手里。此时东北军已经和关东军正式开战，东北方面也不需要客气了。9月1日当天，张学良下令没收日本人在东北的所有工商机构，查抄日本人在东北的所有财产，南满铁路公司自然首当其冲，是最大的目标，东北军在消灭日军铁道守备部队的同时还要谨防日本人破坏南满铁路线，顺便占领南满公司所拥有的“铁道附属地区”（即南满公司所修铁路沿途两侧的通过不平等条约而‘租借’给日本人的东北土地）。东北铁道部、东北交通部上下听闻这个消息后无不欢声雷动。铁道部长李钟美曾感叹道：“东北铁路如网，但大部分绝不是我们中国人的，我们中国人却无权使用中国土地上的铁路，可真是国耻啊！”此时欣喜若狂的他和交通部长茅以升立刻按照张学良的命令，调动了铁道部和交通部的大量人手，跟随势如破竹的东北军一起强行接管满铁公司的财产和铁路。原属于满铁公司的日方工作人员基本都拒绝配合，甚至组织反抗，光是被东北军击毙的满铁公司人员就达到近千人，被逮捕者近万。用武力接收了满铁的铁路和机车后，东北军的南下部队纷纷乘坐火车，风驰电掣地挥师向南。
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