1931年4月，日军第2师团从仙台调到东北辽阳换防。该师团成员多为日本北方人，适于在中国东北寒冷地区作战。

7月1日日本参议官会议决定将驻中国东北的日军由轮换制改为常驻制，并密令第2师团以联队为单位集中驻屯，独立守备队各大队、中队亦相对集中兵力，以便随时投入战斗。驻朝鲜的日军第19、第20师团亦作出了向中朝边境集结的计划，准备从图们江和鸭绿江两个方面越境以支援关东军，并派出先遣部队进行架桥和测量等战备行动。

九·一八事变爆发前，日军在东北的正规军已达15万余人（第2师团为缩编部队，每步兵联队缺1个步兵大队，每大队缺1个步兵中队，全师团约104万人；6个独立守备大队，每大队4个步兵中队，每中队160人，共约4000余人；还有旅顺要塞部队和重炮兵大队等），另外有在乡军人和警察等辅助部队约1万余人。总兵力约27万人。日军以沈阳为中心，部署于南满铁路沿线，以便于机动兵力。其具体兵力部署为：

第2师团司令部，师团长多门二郎中将，驻辽阳；

步兵第3旅团，旅团长长谷部照少将，驻长春；

步兵第4联队，驻长春；

步兵第29联队，驻沈阳；

步兵第15旅团，旅团长天野六郎少将，驻辽阳；

步兵第16联队，驻辽阳；

步兵第30联队，驻旅顺；

骑兵第2联队，驻公主岭；野炮兵第2联队，驻海城；

工兵第2中队，驻铁岭；

独立守备队，司令官森连中将，驻公主岭；

独立守备第1大队，驻公主岭；

独立守备第2大队，驻沈阳；

独立守备第3大队，驻大石桥；

独立守备第4大队，驻连山关；

独立守备第5大队，驻铁岭；

独立守备第6大队，驻鞍山；

重炮兵大队，驻旅顺；

关东军宪兵队，驻旅顺；

旅顺要塞司令部，驻旅顺；

特务警察队，驻大连；

在乡军人总部，驻沈阳。

（摘自《中国抗日战争正面战场作战记》）

九·一八事变爆发时中国东北军兵力部署

东北易帜后，东北军编成步兵25个旅、骑兵6个旅、炮兵10个团。1930年9月，张学良支援蒋介石参加中原大战，以其9个精锐旅共10万人编成两军，由于学忠、王树常统领入关。中原大战结束后，入关的9个旅及配属（骑兵3个旅及炮兵、工兵等）分驻在平津一带。1931年7月，为讨伐石友三的反蒋反张战争，又将东北的步兵3个旅、炮兵2个团共8万人调进关内。再加上驻山海关的何柱国旅，这时东北军步兵精锐和大部炮兵分布在平津及河北、察哈尔一带。留驻东北的步兵12个旅、骑兵3个旅和省防旅，装备都较关内部队差。由于东北军政当局历来是反苏的，特别是1929年中东铁路事件后，在兵力部署上主要是用来对付苏联。九·一八事变前夕，在东北的正规军165万人、非正规军4万人，总计约20万人。

具体驻地是：

辽宁驻军：

独立第7旅王以哲部，驻沈阳；

独立第12旅张廷枢部，驻锦县；

独立第20旅常经武部，驻郑家屯；