軍僅有1萬零9百人在瀋陽附近。板垣與石原等人於是密謀以突然襲擊的手段先佔領瀋陽，進而佔領“滿蒙”。為此板垣在東北和日本積極進行軍事準備和宣傳煽動的活動，悄悄佈置兵力，佔據了東北軍營區對面的所有戰略要地。根據偵察到的情況，板垣認為攻擊沈陽必須用大炮，便與陸軍中央機構商議，從日本國內調運來兩門口徑24cm的榴彈炮。大炮用客船從神戶起運，到大連上岸時，為掩人耳目，參加搬運的關東軍士兵都裝扮成當地的碼頭工人，說裝炮身的木箱是一個什麼大官的棺材。為了安裝和隱藏大炮，事先挖了一個直徑約5米的深坑，說是挖游泳池；還製作了一間l0米見方、高7米的馬口鐵棚屋，工程於午夜12點至凌晨3點秘密進行，限三天完工，由於繁重和酷暑，不少人得了夜盲症。

1931年6月中旬，日軍參謀本部秘密制定了《解決滿蒙問題方策大綱》，確定了以武力侵佔中國東北的原則。板垣和石原在7月組織的最後一次“參謀旅行”中，與日本駐瀋陽的特務機關密商了具體方案，決定於9月28日在柳條湖附近炸燬一段“南滿”鐵路，誣稱為中國軍隊所炸，以此為藉口突襲張少帥的部隊。正當準備就緒即將行動時，訊息走漏傳到東京，日本軍部考慮到國內外形勢尚不成熟，要板垣等人“再隱忍一年”，並派參謀本部作戰部部長建川美次前往瀋陽制止關東軍擅自行動。板垣得知後，決定提前動手。

17日，板垣隨本莊司令官到遼陽巡視。l8日下午，本莊回旅順關東軍司令部，板垣於早晨到瀋陽。他再一次周密檢查了炸柳條湖鐵路的準備工作，然後前往本溪湖迎接建川。在一同回瀋陽的途中，建川有足夠的時間與板垣交談，但他並沒有制止肇事的意思，實際上他在暗中慫恿板垣行動，對事件能夠成功深信不疑。

到瀋陽後，板垣把建川領到日本人開的“菊文”酒館，找來藝妓陪他飲酒取樂。板垣和建川默契配合，把瀋陽和東京這兩個齒輪的齧合錯開，讓瀋陽轉快一個齒。板垣沒有參加酒宴，他連忙趕往策劃陰謀的瀋陽特務機關坐鎮指揮。

當晚l0時18分左右，關東軍島本大隊工兵中尉河本末守等人，用一枚騎兵用的小型炸彈在距東北軍兵營約800米處炸燬了一段鐵軌，又在現場擺了三具身穿中國士兵服的屍體。幾乎與此同時，24cm榴彈炮巨大的轟擊聲震撼了瀋陽全城。日本領事館代理總領事森島守人趕到特務機關，板垣對他說：中國正規軍的軍人炸燬了南滿鐵路，嚴重侵犯了日本權利，日本應採取堅決措施，動用軍隊，為此已向軍隊下了命令。森島試圖說服板垣不要匆忙行事。

板垣平素莆白色的臉此莉變得像一塊生鐵。他握著軍刀的刀把，大聲地申斥道：“不要干涉統帥權！”

特務花谷有恃無恐，刷地拔出軍刀，把刀尖頂著森島的衣領狂吼：“誰敢幹涉就殺了他！”

板垣以關東軍司令官本莊繁的名義，命令早已在暗中做好準備的關東軍向東北軍猛攻，迅速佔領了東北軍的北大營。同時猛烈炮擊兵工廠、空軍司令部、飛機場及大學等處。次日晨日軍攻佔了整個瀋陽市。

“九；一八”事變就這樣爆發了。

由於張少帥在眾位東北軍老將的勸說下，出於儲存實力的私心，下令東北駐軍對日軍的進攻不許抵抗，留守東北的東北軍部隊忍辱含悲撤往關內。“軍官流涕，士兵痛哭，悲號之聲，聞於遐邇”，東北大地飄搖下沉，紅高粱的黑土地燃燒著散發出濃甜灼燙的血腥氣息。不出四個月，東三省淪陷。

面對大量的事實材料，板垣儘管有時流露出渺茫的表情，但他不是能言善辯地對抗質問，就是以略帶日本東北的口音說“不知道”，蠻橫地予以否認，態度極為頑固。當他的律師山田提出的13件文字證據都被駁回時，他依然不動聲色地書寫記錄，悄悄地遞給他的律師。他的一個證人對此評價道：“這也是一種方式，即所謂作為一個軍人想到的就是死。”

審訊板垣時，先後有15個律師和證人為他出庭辯護。他的第一個證人是“九一八”事變發生的當晚指揮日軍的聯隊長島本。他說，那天晚上他在朋友家喝酒喝得醉醺醺的，回到家後才得到事變發生的報告。我方檢察官倪徵燠當即打斷他的話說：“你既然聲稱自己喝醉了，那麼，一個當時的糊塗酒鬼能證明什麼？又怎麼能出庭作證人呢？”一下子把島本轟了下去。板垣的辯護班子雖然準備了大量的材料，但都沒有真憑實據，站不住腳，這個下馬威更打擊了他們的信心，而後未上場先氣餒了三分。事實和罪證像鐵一樣確鑿堅定，問題在於