第一次是1929年7月3日至12日的“北满参谋旅行”，由板垣征四郎和石原莞尔带队，随员有佐久间亮三大尉等5人，主要课题是研究日军在哈尔滨附近地区进行攻防战的问题，并且提出了就“有关统治占领地区问题研究”的研究课题。
第二次是1929年10月组织的“南满辽西参谋旅行”，板垣、石原二人率队。这次旅行的主要课题是，研究日军在锦州地区进行作战的问题。第三次是1931年7月进行的“北满参谋旅行”，仍由板垣、石原二人带队。研究课题表面定作《对苏作战结局之研究》，实是为了对北满地形进行实地军事探测。
经过参谋“旅行”，他们对长春、哈尔滨、海拉尔、洮南、山海关、锦州等地的地形和中国军队的军情进行了刺探，以此为基础，暗中制定了侵略中国东北的作战计划。据他们估计，张学良的东北军约有25万，其中沈阳附近有两万精锐部队，拥有飞机、坦克、大炮等武器装备，而当时奉天附近的关东军只有1.09万人，从数量上处于绝对劣势。因此板垣等人制定了一个“以寡制众”的策略，决定以突然袭击的方式给中国军队以致命的打击，从而迅速攻占奉天，并在其他国家的干涉尚未开始时，迅速占领东北其他战略要地。
制定计划后，板垣就开始着手实施。板垣的计划得到了陆军省军事课课长永田铁山大佐，参谋本部冈村宁次大佐、东条英机大佐的支持。永田铁山还亲自到东北视察，表示支持板垣、石原制定的“关东军武力解决东北问题的方针”，并答应拨给关东军两门24厘米口径的重炮。有了陆军上层的支持还不足够，板垣征四郎又在国内四处演讲，进行武装侵略中国东北的动员煽动。
板垣先在日本陆军步兵学校发表题为“从军事上所见到的满蒙”的演讲。他不加掩饰地鼓吹日本应该侵略中国东北：“满蒙对帝国的国防和国民经济生活有很深的特殊关系”，“‘满蒙’权益是‘日清’、‘日俄’两次战争中以十万日本人鲜血取得的，它具有特殊的地位，必须彻底确保。”由于“满蒙”战略地位重要，这里可以作为日本帝国的“第一道防线”，退可控制朝鲜，进可抵御俄国，并可以此为进占大陆的根据地。所以，在战略上“如众所周知，在对俄作战中，‘满蒙’是主要战场；在对美作战中，‘满蒙’是补给的源泉。从而，实际上‘满蒙’在对美、俄、中的作战中，都有最大的关系”。因而，他赤裸裸地主张：“满蒙的资源很丰富，有着作为国防资源所必需的所有资源，是(日本)帝国自给自足所绝对必要的地区”，日本政府尽快下定决心出兵占领“满蒙”是“帝国的现实问题”。不久，板垣征四郎又在关东军部队长会议上叫嚣煽动道：“日本解决‘满蒙问题’的最终目标，是要把‘满蒙’变成日本的领土”，这样，对整个中国，日本将“能立于制其于死命的地位”，所以侵略中国东北是“当前的急务”。
在板垣不遗余力的鼓动之下，侵占“满蒙”渐成日军内部之共识。当时关东军司令官菱刈隆大将就公然主张日本要“打破现状”，“谋求国运的发展”，其中“第一是从根本上解决‘满蒙’问题”。
为了寻找借口，制造紧张气氛，1931年6至7月间，板垣征四郎蓄意在中国东北相继策划制造了万宝山事件和中村事件，后者直接成为日本发动九一八事变的导火索。所谓万宝山事件，是指1931年7月1日，我吉林省长春县万宝山的农民，在填平朝鲜人在他们土地上挖的沟渠时，遭到日本军警开枪射击，导致无辜农民死伤10余人，并且被拘留毒刑拷打10余人。日方不顾事实真相，以此对中方进行要挟，同时还煽动朝鲜国内掀起暴力排华事件。中村事件，是指1931年6月上旬，日本参谋本部大尉中村震太郎，冒充农学家潜往大兴安岭一带进行军事侦察，被我东北屯垦军第三团抓获，后中村逃跑，不知去向。关东军以此为借口，咬定中村被中国军队枪杀，蓄意扩大事端，战火一触即发。
有了紧张事件的铺垫，在日本国内，日本军国主义者乘机煽起“满蒙危机”的紧张气氛。8月4日，陆军大臣南次郎对“满蒙问题”发表强硬言论，要求军队“随时准备尽军人的天职”。内阁首相也在会上宣扬为了保卫“满蒙”权益，国民应准备“不惜任何牺牲，勇敢奋起”。而且早在6月，日军参谋本部就已制作了《解决‘满蒙’问题方案大纲》，要求以一年为期，争取国内外的“谅解”，做好准备，分三个阶段完全占领中国东北，解决所谓“满蒙问题”。总之，日本政府、军部以及关东军准备以武力解决“满蒙问题”方针已定，只是寻找有利“时机”而已。
与此同时，7月，永田铁山答应支援的两门24厘米口径的重炮运抵奉天日本守备队，秘密安装妥当，炮口对准中国东北军北大营和奉天飞机场。随着8月初日本军部内部重大人事调整告罄，组织上的保障基本形成——暗中放纵和支持侵占“满蒙”的建川美次少将调任作战部长，“中国通”本庄繁中将任关东军司令官，土肥原贤二大佐任奉天特务机关长。
一切准备就绪，只待行动。然而就在这时，消息走露，传到了东京，内阁向参谋本部施压，认为此时挑起事端，时机尚不成熟。板垣等人见事已至此，只有争取主动了。于是，他们先以关东军参谋长三宅光治的名义致电日本参谋本部作战部长建川美次，说明关东军对“最近之暴虐侮辱实所难忍”，要求派人来满洲“视察”，以“使政府对现状有适当认识”。参谋本部接到电报后，以国内外时机尚不成熟为由，力阻他们操之过急，要他们“再隐忍一年”，并派作战部长建川美次前往满洲“安抚”关东军。
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