8月13日，蒋介石在内外交困之中不得已采取“以退为进”的策略，通电下野。蒋下野前，曾派何成浚、方本仁到山西，以催促阎锡山进攻奉系为名，实际上是想通过阎加紧拉拢张作霖。8月18日，何成浚由太原到北京时，就住在奉系新派将领韩麟春的家里。不久方本仁也接踵而来。蒋曾发表谈话，表示他非常希望与奉系罢战言和，一来可以早日结束战争，完成南北统一，二来可以利用奉阎的力量牵制冯。蒋介石对奉张态度暧昧，主要是忌惮日本的力量。这一点在1927年7月的胶州事变中已经得到充分证明。
待到1928年初蒋介石再度出山时，他的这种态度似乎发生了根本的改变，亮出了“二期北伐”的旗号。这时他之所以敢于对日本支持下的奉张集团动武，是因为他到日本时得到了田中首相的保证：日本“绝不援助张作霖”，“只求维护满洲的治安”。4月中旬，孙传芳、张宗昌两军于鲁西、鲁南在北伐军进攻下溃败。
日本田中内阁为了阻止北伐军北进，以保护在山东的日本侨民为借口再次决定出兵山东。5月1日，国民革命军进占济南，5月3日，日军制造了济南“五三惨案”，对济南发动袭击，杀中国外交特派员蔡公时和城内万余人。
面对日本的违约，蒋介石在兖州召开了党政联席会议。到会的国民党员都表示继续对日妥协，满足日军的全部要求，谭延闿等则不赞成放弃北伐，他们坚持国民党军绕开济南，渡黄河北进。由于谭等的建议得到多数与会者的同意，蒋介石也只得表示了赞同。不过，为避免自己直接得罪日本方面，托辞因“病”把北伐的指挥责任交给了冯玉祥，他会后又返回徐州去了。
张作霖在大势已去的情况下，命令奉军撤至保定、怀来，但这时他仍不想退往关外，还想借日本的援助保住北京。5月9日，他发出了求和的通电。美、英、法等西方国家看到南京政府取代北京政府的趋势已定，于是纷纷转向支持南京政府。当日本按照既定方针，调兵遣将，准备出兵京津，实行直接干涉时，美英等国表示反对，美国尤为表现强烈。日本政府马上放弃了在京津地区动武的打算，同意国民革命军和平接受京津，并敦促张作霖退往东北。
6月3日午夜2时，张作霖离开北京乘火车回东北。6月4日5时23分，当张作霖的专车行至沈阳皇姑屯附近时，被日本人事先埋下的地雷炸毁，张作霖被炸死。皇姑屯事件成为蒋介石解决东北问题的一个转折点。
2．蒋张合辙
张作霖被炸死后，东北军元老们为稳定政局，对张作霖死讯秘而不宣，并急召张学良回东北。在前线的张学良接到奉天督署“盼立即返奉”的电报后，遂命令所属鲍航麟旅留在北京维持治安，他本人连夜化装成炊事兵出京返奉，17日，回到沈阳。20日，东北当局宣布张作霖被炸身亡之死讯，张学良通电就任奉天督办，7月4日，被推为东三省保安总司令。张学良继位后，南京国民政府和东北各团体都希望东北问题和平解决，统一于国民政府。
蒋介石在打下北京、天津以后，为扩充自己的实力，战胜对手，很想把颇有实力的张学良拉到自己一边，其他各派也是一样心情。7月中旬，蒋、冯、阎、李等在北平小汤山召开军事会议，决定采取和平方法解决东北问题，接着各派纷纷派代表向张学良进谏，劝其早日“易帜”。
张学良继位后，帝国主义出现了不同的态度。英、美帝国主义者，对日本独占中国的野心不满，力促张学良归属南京政府，支持蒋介石统一中国；日本帝国主义则竭力反对东北易帜，力图阻止中国统一，并在东北连连制造事端，进行大规模军事演习，以逼迫张学良就范。
张学良返回奉天没几天，日本驻奉总领事林久治郎即前往拜会，警告他勿与南方妥协。日本的公开反对，为南北妥协设下了严重的障碍。但是，张学良并未为其吓倒。7月1日，张学良发出通电，明确表示同意归属南京国民政府。第二天，又密电南京政府，谓易帜势在必行。当时张学良提出的与南京政府谋和的条件是：东三省通电服从国民政府，改换旗帜；东三省成立政法分会，实行委员制；张学良任政法分会主席；杨宇霆、张作相、万福麟分任奉、吉、黑三省政府主席；所有兵权，暂由原任统率。
此前张学良曾派人到北平接洽东北易帜事宜，但由于在善后会议中冯玉祥、阎锡山二人认为东北军已失重心，可以一举歼灭，既可报以往之宿怨，亦可平分东北。这时蒋介石又有些犹豫不决，所以蒋介石于10余天中不接见东北军代表，东北军代表等不及，就派人先回东北复命。李宗仁急往见蒋，坚决反对对东北用兵并极力挽留东北军代表。蒋听李说此事后，也立即赶往东北军代表所在地六国饭店与对方晤谈。东北易帜之事遂定。
1928年6月20日，新疆杨增新易帜；7月19日，热河汤玉麟易帜。形势催促张学良早下决心，7月24日，张学良打算通电易帜，但遭到日本的蛮横干涉。张学良迫于日本的压力，只得延期易帜，并于24日以“火急”密电北平代表，自己是愿意归属中央政府的，只是面对日本压力事不由己。在热河易帜的当天，林久治郎向张学良面交田中首相的警告书，强硬要求东三省“保境安民，观望形势”，坚决反对易帜；同时又表示如南京政府武力压迫东三省，日本愿不惜牺牲，尽力相助，这是明显的军事威胁。
张学良迫于日方压力，推迟易帜，蒋介石十分焦急。7月25日。蒋介石在北京饭店召见奉方驻北平代表王树翰、邢士廉等人。同时派方本仁为其代表去沈阳与张学良协商易帜，又派外交大员去日本疏通。
7月25日，方本仁奉蒋介石之命，随王树翰等到东北见张学良。此前，电张学良不能辞职，要张以自主原则，和日本人周旋到底。关于易帜之事，蒋认为可以从长计议。同日，蒋介石返回南京。张学良随后通知日本驻奉天总领事林久治郎，暂缓悬挂青天白日旗。
就在同一天，日本首相田中义一发表声明不承认中国政府废除不平等条约的声明和《临时办法》，并声称必要时采取必要行动，以维护其利益。日本陆相也声称拒不从山东撤兵，以相呼应。26日，张学良致电南京表示坚决服从国民政府。
28日，蒋介石回到南京。30日，英国声明不同意废除旧条约。31日，日本则更加蛮横地要求国民政府撤销《临时办法》，否则，将要对南京国民政府采取措施，以相恫吓。同日，张学良再电蒋介石，仍表示无法很快易帜，必待时机而后可。
8月4日，张学良见方本仁，提出东三省统一需分三个步骤：（一）停止热河、关内军事行动；（二）东三省政治分会人选，由东三省人员充任；（三）党务指导委员会需东三省之政府同意后成立。然后东北易帜。对南京国民政府还是有所顾虑，方本仁立即将张学良的意思转达蒋介石，蒋介石表示完全同意张学良的各项要求。
日本方面也依然没有放弃对张学良的争取，东北当局拟于8月4日在奉天为张作霖举行丧仪，日本政府闻讯决定派出第一次世界大战期间曾任驻华公使的林权助以特命大使身份前来参加。名义上虽是去参加张作霖的葬礼，但在林出发前，田中首相曾对他详细说明了自己的想法，委托他去说服张学良，停止易帜的打算。田中认为满洲是日本的外围，对日本和朝鲜影响甚大，必须防止侵入该地区，不能因促进中国统一而牺牲日本在满蒙的权益。必要时候可以放弃在满洲的治外法权作为居住、营业自由的交换条件。
林权助利用张作霖丧仪之机在奉天大肆活动，一再向张学良施加压力。6日，林权助向张学良递交田中首相反对东北易帜，要求实行“自治”的信件；8日，往访张学良，提出严重警告：如不放弃易帜，日本政府决以武力制止，或将发生重大事件。张学良对日本政府的恐吓、威胁进行了坚决的回击。丧仪结束后，张学良于9日在王家桢陪同下前往日本总领事馆答谢，林权助、林久治郎、佐滕安之助三人一起接待。言谈之中，林久治郎多有威胁之语，他说：东省应听从日本之忠告，取观望形势态度，中止对南妥协，否则田中已具决心，当取觉悟之态度，自由行动。
对此，张学良毫不畏惧，明确表示东三省属南京国民政府，自己作为一地方长官无法谈及对外交涉问题。
此后，双方又多有交谈，但终因意见不一，不欢而散。为了应付面临的严峻形势，张学良当日召集东三省保安会、三省议会联合会开会，经讨论决定对日本方面采取拖延的方法，再次推迟易帜。第二天，张学良派代表刘哲通知林权助：易帜延期三个月。林权助总算保住了作为大使的面子，在13日踏上了返回东京的旅途。
此后，形势继续向着有利于易帜的方向发展，蒋介石对东北推迟易帜十分忧虑，担心时间拖长情况有变。美国政府也惟恐日本策划东北独立的阴谋得逞，有损于美国在华利益。在这种情况下，美国打算直接参与东北易帜的斡旋。于是，美国驻华公使马克谟，征得南京政府的同意，以赴朝鲜为名，前往沈阳与张学良会面，力劝张要及早换旗，美国方面愿为实现东北换旗作出努力，美国的态度对张学良产生了重大影响。
日本对美国的态度十分关注，林权助曾因美国大使的到来而推迟了回国的日期。在这种形势下，日本政府不得不重新考虑其外交立场。8月中旬，新任满铁理事斋藤良卫赴任，他受命负责根据《山本和张作霖的密约》同奉方进行铁路问题的谈判；9月，被日本政府召回的林久治郎开始同张学良谈判日本在南满居住往来自由和商租权问题。27日，林返任抵奉，当即向张学良表示：如果张学良坚持易帜，则必须首先解决满蒙悬案。
到了10月，关于铁路问题仍没有丝毫进展，于是，林权助根据政府要求，开始提出商租权问题。满铁总裁山本也在11月初来到奉天。但是，任何协商都因受到保安会的强烈反对而毫无进展。实际上，林久治郎提出的以撤废东三省治外法权为条件予日人“土地商租权”的要求是被张学良当面回绝的。在此期间，张学良和南京方面的联系进一步发展。
8月13日以后，易帜之事暂时搁置，双方进入加强实质性关系阶段。10月8日，中国国民党中央常务委员会依照国民政府组织法，改组国民政府，成立五院，选蒋介石为国民政府主席，这次会议任命张学良为国民政府委员，蒋介石决定公开发表这个消息。同日，蒋介石为推动东北易帜致电张学良：“委员既经发表，应乘此时机，同时更换旗帜，宣言就职。以十七年双十节为兄完成统一之纪念日也。”1928年12月29日，张学良通电全国宣布东北易帜
这一年双十节易帜虽未能实现，但至此易帜已不可逆转。9日，张学良特电表示接受任命，易帜之事没有了结果。张学良机智地利用美英等国牵制日本，在国际上争取同情者。美英法等国抓住日本出兵山东问题不放，一再向其施加压力。在日本国内，在野派不断加强反对田中内阁的活动。到1928年底，田中内阁已经内外交困。不得不放松了干预，至此，东北易帜条件既已成熟，张学良乃于12月29日毅然通电全国，东北易帜。蒋介石即电复表示嘉慰。
这一天上午7时东三省易帜，张学良在省府大礼堂举行易帜典礼，南京国民政府派方本仁监誓。欧美各国领事也均应邀参加，惟独日本领事未到，接着张学良发表讲话。
12月31日，国民政府任命张学良为东北边防司令长官，并将热河省加入东北，成为东四省，张作相、万福麟为副司令官。
东北易帜后，日本政府极为恼火。12月31日傍晚，林久治郎秉承田中义一意旨，拜会张学良，林捶着桌子责难张学良“突然易帜，等于宣告断交。日本方面现在看你的态度，必要时有采取断然措施的可能”。张学良则答以“没法子”，林进而逼迫张学良答应日本在满蒙建立铁路的权益，张答以外交属于中央，予以推脱。
东北易帜是张学良一生的两大壮举之一，张学良身为奉系首领的继承人，不及而立之年，能在纷繁复杂的国际国内形势中保持清醒头脑，不畏强权压力坚持易帜，为避免大规模内战做出了贡献。东北易帜也保住了东北集团的地盘和军队，巩固和加强了张学良作为张作霖继承人的地位。东北易帜最大程度上维护了东北人民的利益，得到了东北人民的拥护，也赢得了全国人民的赞誉。除此之外，东北易帜的实现，使蒋介石名义上统一了中国，巩固了南京国民政府的地位。