１９３１年９月１９日沈阳沦陷。９月２０日日本侵略者改辽宁省为奉天省，改沈阳市为奉天市，由日人土肥原贤二任市长。辽宁省省长臧式毅等与熙洽、张景惠沆瀣一气，积极从事出卖祖国、组织傀儡政权的活动。
９月２３日，张学良发出通电，严正声明：“东北边防军司令长官公署行署及辽宁省政府均不能行使职权，兹在锦县暂设东北边防军司令长官公署行署及辽宁省政府行署，着以张作相代理东北边防军司令长官……”以示东北三省政权依然存在，不承认日本帝国主义炮制的傀儡政权组织。９月２７日，辽宁省代主席米春霖从北平赴锦州组织行署。
锦州仅次于沈阳、安东，为辽宁的第三大城市，是东北通往华北的咽喉，北宁、锦朝两路在此交会，战略地位极为重要，夺取了锦州，就获得了进一步西侵热河、平津的重要战略基地。日军在侵占沈阳、长春、齐齐哈尔后，锦州便成为日军进攻的下一个目标。张学良在此设东北边防军司令长官公署行署及辽宁省政府行署，不仅对在东北坚持抗日作战的东北军和广大的民众是巨大的鼓舞，而且对步步进逼的日本侵略者是一个威胁。
日本关东军为了摧毁东北军的指挥机关，早在１０月８日即以飞机１１架对锦州轰炸，投下２５公斤重的炸弹７５枚。在此前后还多次派飞机空袭沟帮子、打虎山车站。日军又指使汉奸凌印清、张学成等组织所谓“东北自卫军”，但凌印清、张学成的汉奸武装先后被警备处长黄显声派骑兵公安总队歼灭。日本的阴谋未能得逞。
１１月间，日本又派土肥原贤二去天津制造暴乱，再次制造出兵的借口，并乘机劫持了废帝溥仪去东北充当傀儡。２６日夜，驻天津的日军致电关东军：“在天津附近，日华两军再次冲突，军决定断然行使自卫权，击退当面之中国军，切望迅速增兵。”关东军接电后，立即作出了“军准备立即集结兵力，然后向山海关前进，救援贵军的危急”的决定，遂令混成第４旅团（原属第８师团，１１月间由日本调至东北，驻军齐齐哈尔）推进到大凌河一线，第３９旅团和第２师团主力到沈阳集结，并派飞机支援地面部队的行动。后因准备不足，遵照日本政府的命令停止进攻，进入辽西的部队撤至新民。
国民政府得知日军向锦州进攻后，经与英、美、法三国商议，于１１月２５日向国际联合会（以下称“国联”）提出了划锦州为中立区的方案，提出驻锦州的中国军队撤至山海关，日本向该三国和国联保证不占锦州，由国联派官员进驻中立区监督。日本关东军坚决不赞成将锦州划为中立区，竟向陆军省及参谋本部提议：如有必要设中立区的话，应设在山海关至滦河之间。这说明关东军坚决要将中国军队驱逐至关内，要侵占整个东北地区。１２月初，张学良曾企图将锦州部队撤入关内，国民政府告诫张学良：“兄拟将锦州驻军自动撤退，请暂从缓。”并告张：如日人进攻，“自当力排困难，期能抵御”。
１２月中旬，关东军以讨伐辽西匪贼为名要求增派兵力。关东军司令部制订了《进攻锦州的方略》。日本从国内增派了混成第８旅团和１个战车队、１个口径１５厘米榴弹炮大队、１个口径１０．５厘米加农炮中队，从朝鲜增派了第２０师团司令部、混成第３８旅团及１个重轰炸机中队到东北参战。
１２月１８日，关东军司令部根据１３日制定的《进攻锦州的方略》，又拟订了《进攻锦州向大凌河畔进军的要点》和《进攻锦州附近敌阵地的内定计划》，决定分两步攻占锦州。第一步攻占沟帮子，以控制交通线和集结兵力。第２师团由营口、田庄台沿营（口）沟（帮子）铁路，经盘山从东面进攻；混成３９旅团由沈阳、新民沿沈（阳）山（海关）铁路，经大虎山从北面进攻；混成第８旅团随混成３９旅团前进，担任沟帮子至新民间的警备。第二步攻占锦州。以从朝鲜调来的第２０师团司令部和混成第３８旅团（预定２９、３０日到达）及混成第３９旅团进攻锦州；第２师团为机动兵团，仍控制于沟帮子，随时准备策应。预定２８日开始行动。
在准备期间，第２师团以“剿匪”为名义，令第３０联队的步、炮兵各１个大队攻占田庄台，以其为进攻出发地；令野炮兵第２联队及第１５旅团派出小部队，对牛庄、三岔河、盘山等地进行战斗侦察。该师团与中国军队、当地民众义勇军不断发生小规模的战斗。
１２月２８日，日军第２师团在飞行队的配合下，沿营沟路进攻沟帮子，沿途遭到东北军和民众义勇军的抵抗和装甲列车的炮击，于３１日进抵沟帮子；混成第３９旅团于３０日晨由新民、沈阳乘火车出发，沿途仅遭轻微抵抗，于当日到达大虎山，３１日到达沟帮子；混成第８旅团亦于３０日由沈阳乘汽车西进，３１日到达大虎山，沿铁路派出了警备部队。日机在掩护地面部队前进、轰炸沟帮子附近的装甲列车时，被击落１架。
锦州地区的东北军在日军进攻时既得不到支援，又恐被日军从塘沽或秦皇岛登陆切断退路，遂于１９３１年１２月２９日开始向关内撤退。１９３２年１月３日晨全部撤出锦州，至滦县地区集结。当日下午，日军占领锦州。
日军占领锦州后，迅即占领辽西其他地区，直逼长城之下。尔后又重新调整部署，作下一步攻取哈尔滨、侵占东三省特区的准备。
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