5月9日，张作霖面对北伐军的凌厉攻势，不得不宣布停战，命令奉军撤回东北，奉军就像雪崩一样涌向山海关。形势正按“东方会议”所预料的，也是按河本大作所预料的在发展。关东军跃跃欲试，认为彻底解决“满蒙”问题的时机已经到了。
5月19日，关东军新任司令官村冈长太郎发出致北伐军首领蒋介石、冯玉祥、阎锡山以及奉系军阀首领张作霖的通告，声称：“对于满洲一带帝国侨民当取充分之保护，(本军)特设警备区域数处，凡支那军欲通过者，悉予解除武装。”
同时，关东军增编了一个混成旅团，集中于奉天待命。然而，日军在境外作战按规定必须获得天皇的批准，但天皇敕命迟迟未到。当时日本国内考虑到英美列国的舆论压力，因而对实行原来的既定方针尚存犹豫。
河本大作心急如焚，极力主张不等天皇敕命就马上开始行动。他对关东军司令官村冈长太郎说：“田中(义一)已经动摇，敕命不会发了。我们不等命令了，干脆干好了。”但河本大作的意见未被村冈长太郎采纳。
时至5月20日前后，已有五六万奉军撤退到奉天附近，集结在山海关的将近25万奉军也正在陆续后撤。此时，如果继续执行原定的武力解除奉军武装的计划，兵力不足的关东军必将陷入腹背受敌的境地，只得被迫放弃原计划。
河本大作当然不会就此甘心。他认为：“满蒙问题的解决已到了不采取非常手段不能打开僵局的地步了”，关东军要用尽量小的代价迫使庞大的东北军屈服，“只有铲除其首领，或有成功的希望”，因为“一个张作霖垮台，其他奉系诸将也必将树倒猢狲散”。于是，河本大作开始策划暗杀张作霖的阴谋行动，企图制造东北混乱局势，进而趁机侵占东北。为了保证计划的严密，并以个人的责任而不让军方承担责任，河本大作准备自己亲自动手。他先派人作为密使前往华北，侦察张作霖的行动和逃往关外的具体时间，然后根据情报制定“周到”的爆破计划。
河本大作先派人沿路监视张作霖返逃奉天的路线，因为张作霖经常使用冒名顶替或乔装打扮的方式隐藏，河本大作如果想成功就只有一次机会。
经过侦探，河本大作选定了满铁线与京奉线铁路交叉点——皇姑屯，作为暗杀张作霖的爆破点。
选好爆破地点后，河本大作召集守备满铁皇姑屯段的关东军独立守备第四中队长东宫铁男中尉和副队长神田泰三中尉，密谋具体炸车办法。为了尽量消灭是日军所为的证据，他们放弃了袭击列车的方法，而选择了用炸药炸列车的方法，为了保险还制定了两个补救办法：一是使列车脱轨，二是用机枪扫射，乘乱由神田中尉组织“拔刀队”(敢死队)闯入列车，直接刺杀张作霖。河本大作认为这样的准备已经万全而周到了，于是将暗杀张作霖的任务交给东宫铁男，并亲手给了他一千元作为行动费。
6月2日正午，张作霖乘坐由7节车厢组成的专列驶离北京，准备返回奉天。6月4日拂晓，张作霖的专列通过了新民府车站。接到报告后，河本大作当即命令东宫铁男开始行动。随后，河本大作与关东军几个知道内幕的参谋人员，一起登上奉天铁路广场旁的东拓大楼望台，观察爆炸情况。
6月4日凌晨5时30分，随着一声“轰隆”巨响，空中升起高达200米高的黑烟，张作霖专列在皇姑屯车站附近被炸起火，颠覆在铁路旁，张作霖这个一代枭雄就这样被送上了西天。
%%%迫于国际国内的舆论压力，河本大作做了“替罪羊”，被停职反省。但他对军部做出的“贡献”却是为大本营高层所认可，于是，陆相亲自出马，安排给他另一个不在军队却为军队服务的特殊职务
皇姑屯事件震惊了全世界，即使在日本国内，出于政争之需要，要求调查该事件真相的呼声也很高。但由于关东军司令官村冈长太郎和军部好战分子的庇护，这一事件被悄悄压了下来。直到1927年7月，由于民政党议员在日本国会上对皇姑屯事件穷追不舍，河本大作才被贬到第九师团司令部，并于同年8月受到停职处分。
在被停职期间，河本大作深表“反省之意”，而其反省的结果却是“明确了日本将来面临的问题，无疑不外是解决满蒙问题这个不可动摇的事实”，而更“加深了必须彻底解决满洲问题的坚定决心”。可见，河本根本没有反省侵略的罪行，反而更加坚定地主张侵略中国东三省了。
1930年8月，河本大作的停职处分期满，在第十六师团司令部恢复现役，但第二天就被编入了预备役，返回东京。陆相阿部信行召见河本大作，告诉河本，天皇暂不同意其复职。他可以帮河本介绍职业并询问河本愿意从事何种职业。河作大作表示：“解除军籍也好，但是自己存在着这样一个信念，认为日本的生存，必须与大陆联结在一起。日本要离开大陆，就是要回到明治维新以前的状态。所以今后愿意从事与大陆有关的事业。”于是，在陆相阿部信行的介绍和推荐下，1930年11月，河本大作充任“东京中日实业公司”顾问。“东京中日实业公司”主要业务是从事与陆军有关的贸易。可见，河本大作虽然退出了现役，但仍与军部保持着密切的联系，更加坚定地继续参与侵略中国的种种阴谋活动。关东军蓄意挑起的侵略我东三省的九一八事变，就有河本大作的积极参与。1931年8月，九一八前夕，河本大作受托，专程赶赴奉天，向日本驻奉天特务机关的花谷正少佐送交5万日元，作为关东军策划炸毁柳条湖铁路的活动经费。
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