基于此种认识，外委会副委员长宋子文在第四次会议上，提出分电驻华英、法、德、意、西、波、挪等国公使请其派员调查东省事件真相，并视察日本撤兵情形报告国联以供参考。此前，施肇基曾在国联提议，请按希保成例，派遣调查员，因遭日本反对而作罢。宋氏之用意，与施肇基所提相同，即用国际力量督促日本撤兵。此后，外委会主要成员与西方驻华外交人员一直保持着密切的联系。在第四次会议上，李石曾等人还提议在海牙国际法庭担任法官的王宠惠立即请假前往英美等国，以私人名义与当局说明东省事件与各国关系之重要，对美国尤须多做功夫。（注：中央政治会议特种外交委员会第四次会议记录，1931年10月3日，《文献》，第19页。）对日本，外委会根据既定之诉诸国联方针，决定不采用直接交涉的办法。10月2日，外委会第二次会议议决由外交部电告施肇基：“在日本未撤兵以前，中国不能与日本作任何交涉，即在日本完全撤兵后，中国对日本之侵略与压迫，亦惟有信任国联始终主持公道，以维持世界之和平。”（注：中央政治会议特种外交委员会第二次会议记录，1931年10月1日，《文献》，第10页。）不直接交涉方针的采用，一方面反映了外委会对国联的信赖，另一方面也是九一八事变后，中国民众普遍反对直接交涉，主张对日绝交甚至与日宣战之呼声强烈，以致国民党在决策时，不得不对此加以考虑。如外委会在电施肇基不与日本直接交涉的同时，还将上海朱庆澜等的全国民意反对直接交涉的通电转电施肇基，就说明了这个问题。
    日本政府虽在国联承诺撤兵，但日本军队却在辽吉继续扩大侵略。10月8日，日军飞机轰炸锦州。日军此举，扩大侵略之意昭然若揭。蒋介石训令施肇基向国联提出再行开会的要求。国联行政院遂于13日提前一天召开大会。施肇基提出请国联引用非战公约与美国合作，要求日本撤兵。日本则加以狡辩，指责中国排斥日货，要求与中国直接谈判，先订大纲协定，然后撤兵。所谓订立大纲，始自日本外相币原10月9日答复中国驻日公使蒋作宾要求日本撤兵的照会。该照会称：“两国间应速协定可为确立通常关系之基础大纲数点。此项大纲协定后，国民感情见缓和时，日军始能全行撤退于满铁附近属地内。”（注：日外相币原复驻日公使蒋作宾照会，1931年10月9日。国民党党史会编印：《革命文献》，第34辑，第904页。）但大纲内容，日方并未提出。日本所谓单独交涉，实为欺骗国际舆论，躲避国际干预，以武力压迫中国让步，获得利益的手段。外委会在接到日方照会后，多数反对直接交涉。但此时日本又在国联声言与中国讨论大纲问题，如断然拒绝，则容易失去国际同情，贻日本以拒绝撤兵之口实。对此，顾维钧认为：日本一面提出先订立大纲，一面扩大侵略，在外交、军事双方并进，着着逼我，我方若不速定全盘方针，拟就具体办法，从容逐步应付，转瞬之间失却国际同情，而形势转趋严重，单独应付更感不易，进退维谷，危险更不堪设想。（注：见顾维钧致张学良电稿，1931年10月14日。《九一八事变后顾维钧等致张学良密电选》，《民国档案》1985年第1、2期，以下所引顾维钧等电文皆出此，恕不一一注出。）邵元冲也认为：“如果此案不日在国际联盟提出，我方应付之道，与其专在彼提案中求补救修正，不如自己准备提出一维持东亚和平之大纲。”（注：《邵元冲日记》，1931年10月16日。）10月15日，国联主席白里安召施肇基谈话，询问中国是否愿俟日军撤退时开始与日交涉，施肇基回答，兵未撤尽及责任问题未讨论以前不能谈判，如撤尽后开谈判，以理事会之参加为条件。白里安谓，撤兵并非以交涉成功为条件，中国将来对日提案允否，尽可自由。不能排除白里安的主张有运用灵活的外交方式解决问题的设想，但白里安却忽视了日本军事侵略威胁下，中国难以与日本进行平等谈判的现实。施肇基将此情况电告外委会，外委会讨论后，多数仍主张以先撤兵为最低限度条件。电施坚持。（注：见顾维钧致张学良电稿，1931年10月16日。）同一日，日本向白里安秘密提出5点谈判大纲。（注：5点谈判大钢是：（一）彼此不事侵略。（二）彼此制止国内敌视行动。（三）日本尊重中国领土之完整。（四）中国确实保护在满州各处居住或经营事业之日侨。（五）在满之中日铁路避免竞争与根据条约之各项路权问题之提议，投票反对（此处似不通顺，原整理稿如此，引者注）。见顾维钧致张学良电稿，1931年10月16日。）可见，无论是争取国际社会同情，还是与日本作针锋相对的斗争，中国都必须认真对待日本大纲问题。
    10月17日，外委会经过反复讨论后，作出对日本大纲问题的决议：“我方所取手段除顾全自身利权外，并须（1）不失国际同情。（2）不使日本军阀走向极端。暂时决定六项原则：（一）日本必须在国联监视之下撤兵；（二）中日将来交涉必须在国联照拂之下进行；（三）地点在日内瓦或其他国联所认为适当之地；（四）以后交涉必须在国联公约所定原则之下进行，不得违反下列三要点：（1）尊重中国独立、主权领土完全、行政完整；（2）实行门户开放机会均等；（3）促进远东和平，不得以武力为实行国策之手段；（五）日本需负此次出兵之责任；（六）日本所有任何提案我方保留修正及另行提案之权。”（注：中央政治会议特种外交委员会第十六次会议记录，1931年10月17日，《文献》，第62，63页。关于与日本交涉的问题，外委会委员长戴季陶在21日的中央政治会议上对交涉原则又作了详尽说明：“第一条是保持中国领土主权之完整及行政的统一；第二条是主张东三省门户开放，机会均等，日本不能破坏这个原则；第三条是以后两国间无论有何事故发生，不能以武力为解决手段，要遵从国联盟约、非战公约及其他国际公约办理；第四条是中日间一切问题都要根据上述三项原则，由两国政府将过去条约，酌量修改；第五条是在国联协赞之下，中日两国不能解决一切问题时，要用其他国际方法解决，就是说要有中立国参加解决，将来解决地点，不在中国也不在日本，大概所谈的其他国际方法，是指用国际会议评判的形式。”中国国民党中央执行委员会政治会议第二九四次会议速记录，1931年10月21日，《文献》，第197页。）
    中国对日本谈判大纲提出的具体对案，既坚持了日军不撤退不与之直接谈判的原则立场，也不失国际同情，在这个问题上赢得了外交主动。
    10月16日，白里安提议邀请非战公约缔约国召开国联会议，未参加国联的美国列席。该提议以13比1的票数，不顾日本反对，得以通过。形势对中国有利。19日，外委会通知施肇基向国联提出：日军限10日内撤尽，日军撤退、商计接收办法及实行接收三事，均由中立国人员监视，接收办法以有关交接手续者为限。并告施肇基我方对日方大纲对案五条，及对日本拟提之案的意见。（注：见顾维钧致张学良电稿，1931年10月19日。）10月22日，国联理事会开会，提出议决草案。23日，外委会通过日内瓦通讯社获悉国联决议草案内容。大致是依9月30日决议案，援用国联公约11条及非战公约第2条之条文，请日本撤退铁道以外之军队，于下次理事会开会前完成之，请中国政府对于在满日侨，拟定保护生命财产之办法切实施行。行政院希望中日两国即行商议接收办法。并请中国政府邀中立国人员随同接收军队视察实行接收事宜，一俟撤兵告竣，中日即开始直接谈判一切悬案（其自9月18日以来发生之问题，及铁路问题，均包括在内）。行政院设立调解委员会或类似调解会性质之会。这一决议坚持了9月30日决议要求日军撤兵的立场，并规定了撤兵日期，由中立国人员监督撤兵等内容。中国方面的要求得到国联的支持。对此，外委会立即训令施肇基，准其接受。但对调解委员会问题，外委会也指出灵活方针，日方如坚持反对，我可主张改为国联翼赞之下。（注：顾维钧、刘哲致张学良电稿，1931年10月23日。）
    24日，国联通过决议，限令日军于11月16日前撤兵至铁路区域内，中国重申保侨、中日谈判撤兵及其他事宜。13国赞成，只日本反对。对此，蒋介石在日记中写道：“先撤兵而后谈判之目的得达，虽劳心，亦不无有得也。”（注：古屋奎二：《蒋介石秘录》第3卷，湖南人民出版社1988年12月版，第134页。）