九月初，美国副国务卿约翰逊向中国驻美代表李锦纶公开表示：“美国政府承认满洲是中国的领土，不承认日本在满洲的所谓特殊权益，各国在满洲问题上都应该遵守1922年的九国公约，日本作为签约国也应该恪守该公约。”美国政府的特使马慕瑞也在中日之间斡旋调停，给日本政府施压；张学良的英籍顾问威廉亨利端纳也接到英国政府的指示，声明英国政府也是支持东北易帜、中国南北统一的。而在日本国内，田中义一的反对派也利用“皇姑屯事件”、“济南惨案”、“田中奏折”大做文章攻讦田中义一的对外政策，使田中内阁陷入内外交困的处境中，裕仁天皇也因“皇姑屯事件”而斥责了田中内阁。迫于各方面的不利局势，田中义一不得不改变态度，声称“东北易帜只要不损害日本的在华利益，日本亦不反对”。
日本被迫在东北易帜问题上松口的同时，南北双方的谈判也大有进展。王树翰、邢士廉、米春霖、徐祖诒等东北代表们在蒋介石的邀请下，兵分两路，一部分继续在北平，一部分前往南京与南京政府代表何成睿、胡若愚、张群等人进一步商谈。最后，双方共达成以下五点：
一、东北易帜后，南京政府在东北设立东北边防司令长官公署，张学良指定为司令长官，副司令长官由东北方面自主任命；
二、东北易帜后，奉军改编为中华民国国民革命军东北边防军，南京政府给予20个步兵师和5个骑兵旅的番号编制，总兵力保持在30万人，并指定张学良为东北边防军总司令；
三、东北易帜后，南京政府在东北设立“东北军务委员会”，为东北四省最高军事机构，该委员会主席由张学良担任，委员人数和委员名单由南京政府给予任命和批准；
四、东北易帜后，南京政府在东北设立“东北政务委员会”，为东北四省最高行政机构，该委员会主席由张学良担任，委员人数和委员名单由南京政府给予任命和批准；
五、东北四省的各省省长及各省保安司令人选由东北方面推荐，再由南京政府明令任命。
至此，东北方面和南京政府在东北易帜的问题上基本都达成了共识。十月上旬，南京政府委派张静江和李石曾为全权特使，再次来到沈阳，给张学良送上一面青天白日满地红国旗、一幅孙中山先总理的遗像、一套中华民国陆军上将军服，同时提前送来了南京政府的委任状，其实就是内定好张学良以后的正式职务：中华民国国民革命军东北四省边防军总司令、中华民国东北边防公署司令长官、中华民国东北四省军务委员会主席、中华民国东北四省政务委员会主席、中华民国陆军上将军衔（中华民国的上将军衔在1935年初又划分为了特级上将、一级上将、二级上将共三个档次，此时就是单独的上将军衔）。
1928年10月10日，是中华民国第十七个国庆节。这一天上午，张学良在奉天省军务督办公署大楼的办公室里，对着青天白日满地红国旗和孙中山遗像，以张静江和李石曾这两位国民党元老为介绍人以及见证人，宣誓加入中国国民党。随后，张作相、莫德惠、刘尚清、翟文选、张景惠、袁金铠、汲金纯、万福麟、杨宇霆、于学忠等一批东北的军政高层也陆续加入了国民党，以此向国民政府表示诚意。其实张学良对加入不加入国民党没什么太大兴趣，但也知道自己以后想要振兴东北和保持一定的自主权，肯定起码要在表面上老老实实地归顺国民政府和国民党，因此也顺水推舟，索性加入了国民党。而南京政府和蒋介石在接到张静江、李石曾的报告后，进一步地相信了张学良的诚意。南京方面，国民党中央常务委员会在10月8日召开第173次大会，国民革命军北伐军总司令蒋介石被推选为第三任国民政府主席和国民政府军事委员会主席，同时兼任中华民国陆海空军总司令，集党政军大权独揽一身。在获悉张学良已经加入国民党后，蒋介石又于10月11日的大会上力排众议，在张学良不在场的情况下，把张学良任命为国民政府委员会委员（该委员会是国民政府的最高决策机关，共16个委员名额），接着又把张学良任命为国民党中央常务委员会委员和国民党中央执行委员会委员，使得刚刚加入国民党才一天的张学良摇身一变，成了国民政府和国民党的高层大员。对此，很多国民政府的军政要员和国民党元老都很不满，认为张学良根本不是同盟会革命党出身，而是北洋军阀首脑，既无资历，又无贡献，才加入国民党一天就白白得到这么多委员的头衔，实在是过于抬举他了。蒋介石则据理力争道：“张学良已加入国民党，并且即将带领东北易帜归顺，为国民政府彻底消灭北洋军阀和维护国家统一做出巨大的贡献，成为国府和党内的高层也是名至实归。况且，张学良成为国民政府要员和国民党员后，也能进一步拉近东北和南京的关系，在东北易帜上能起到木已成舟的效果，从而间接地向日本人表明国民政府致力于南北统一的决心。”由于蒋介石眼下已是国民政府和国民党的一把手，再加上他说的也有几分道理，因此国民政府和国民党的众元老高层们也都默认了蒋介石的决定。
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