一二八事变后，中国政府奉行的是所谓“交涉与抵抗并行”的两面政策。1月29日，蒋介石手定的对外政策便是：“一面预备交涉，一面积极抵抗。”（15）所以，国民政府一方面表示，“我们决定不签字于丧权辱国的条件，同时决定对日本的侵略行为，要予以抵抗”；另一方面双方表示，“我们并不主张对日绝交”，也“不主张对日宣战”，“中国此时应联合签约各国，以制裁日本”（16），即所谓“运用外交方法，要求各国履行其条约上之责任”。（17）事实上，中国政府组织的军事抵抗是有限的，是把解决事变的希望主要寄托于英美等国及国际联盟的调解。因此，国民政府对英美等国于2月2日提出的上述5项“和平提议”立即表示欢迎。2月4日，国民政府公开表示：除将“中立区域”及“中立国”字样改为“和平区域”及“第三国”，并“热望各友邦与其以观察者之资格，不若以参与者之资格，参与将来之商议”外，完全接受“提议”，并“严格遵行”。（18）上海市长吴铁城说：英美等国“所提出之五项办法，为沈案（即九一八事变）发生以来，我国所希望而不得者”。前任外长顾维钧也认为，“四国提议正予我国解决本问题之绝好机会”。（19）这说明，中国政府希望利用西方列强的干预，把上海问题与东北问题联系起来一并解决。国民政府外交委员会在讨论列强“调停”问题时，强调“东三省问题实国难之始，而非国难之终，故须决定方针求整个解决”，“此刻亟应乘此机会谋整个之解决，如认本问题成为局部化，则调停各国将于上海事件有相当之结束时，必借此下台”。（20）外交部当即将此意电告日内瓦中国代表团，要求他们“竭力主张中日事件为整个问题，东省事件与沪案绝无分开之理”。（21）
    而日本政府对于英美等国的5项建议，一方面表示对上海并无领土野心，亦无侵害他国权益之意，不反对在闸北设立中立区的谈判，另一方面又声称，为了“自卫”，“日本政府必须保留其军队行动之完全自由”，要求日本“放弃敌对之行动或准备，为不可能”，并强调上海问题与东北问题为两事，国联的调处只能限于不海，而不能涉及东北。（22）更为严重的是，日方还节外生枝地提议在上海、汉口、天津、广州、青岛各大通商口岸划一个宽15至20英里的不驻兵区。（23）同时，日本继续增兵上海，兵力达到10万人，并破坏与第十九路军达成的停战3天的协议，再次向闸北发动新的攻势，还在东北占领了东省特区──哈尔滨。
    中国代表因国联行政院调处的软弱无力及盟约第15条第9款的时间限制，于2月12日致函国联秘书长，要求行政院将中国提诉的案件移交国联大会处理。这时参加国联的各小国的代表也纷纷遣责国联的软弱无能，要求采取更为积极的行动。同时，驻沪的领事调查团亦迭次向国联报告日军的种种新暴行，并强调：“采取攻势，完全在于日方”。（24）但日本拒绝了英美等国提出的停战谈判建议，致使上海战火愈燃愈大。鉴于形势的发展日趋严重，国联行政院不得不进一步采取强硬态度。2月16日，行政院的12个理事国（中、日两国除外）向日本政府发出了紧急警告书，指出：日本作为国联盟约、九国公约及非战公约的签字国，本应恪守其一切义务与责任。但是，日本未能充分运用条约所规定的解决方法，对数月以来的事件负有“特殊责任”；而“中国自冲突发生于其领土之初，即将其案情，提交国联会处理，并允接受国联会和平解决之建议，此同人不得不承认之者”；它警告日本，“侵犯国联任何会员国领土完整，及变更其政治独立者，国联会员皆不能认为合法有效”。（25）这个警告书是自九一八事变后国联第一次对日本侵略中国的公开谴责，表明国联与日本的矛盾进一步加深。
    日本对抗12国的紧急警告书。日本驻国联代表佐藤当即表示“绝对不能承认”，并在19日行政院举行的第12次会议上声称：中国完全是一个“无组织、无政府的国家”，国联盟约不能适用于这样的国家，所以国联要求日本由上海撤兵，“即使日本放弃其一切权利，利益之防护，日本绝对不能同意”。（26）为了与国联对抗，侵沪日军司令植田谦吉及驻沪日本总领事村井仓松于18日分别向第十九路军军长蔡廷锴和上海市市长吴铁城发出最后通牒，提出中国军队于20日下午6时以前在日本飞机的侦察下自第一线向公共租界东西各撤退20公里，并永久废除吴淞炮台及其他军事设施等6项无理条件，声称：如不实行，“日本将对贵军不得已采取自由行动，其结果所生一切责任，应由贵军负之”。（27）中国代表颜惠庆当即将日本所发最后通牒一事告知国联，“敬请行政院依据盟约所赋与之权力，立即考虑并实行保障之方法”。（28）对此，行政院主席只得恳求日方延长最后通牒的时限，以便双方重开谈判来解决纠纷。为了缓和日方造成的紧张气氛，英法代表还向日本表示：12国的紧急警告书“并非对日本之一种判决”。（29）但日本代表对国联的劝告毫不理会，于23日正式照会行政院，颠倒是非、强词夺理地的把中国说成“侵略者”，日本反成了所谓的“受害者”，是迫不得已在中国行使“合法之自卫权”；指责国联“不明真相”地把责任归罪于日本，认为12国的紧急警告书“完全为无稽之谈”，此警告书“应向中国之侵略军队提出，并须含有若干具体计划……方能收效”。（30）
    自日军发动对上海的侵略后，十九路军在全国人民的支持下，进行了英勇顽强的抵抗，使日军死伤达万余人，仍无法实现其迅速占领上海的野心。于是，日本一面决定再调两个师团迅速“解决上海事件”，一面派松冈洋右到沪，企图联络各国领事同日本一起向中国提出在上海周围划设缓冲区的要求，以便日本“体面”下台。
    2月28日，在英国东方舰队司令克莱的斡旋下，日本代表野村吉三郎、松冈洋右等在英国旗舰坎特号上，同中国代表黄强、顾维钧等进行了非正式会晤，并达成的和谈的5项要点：1，双方同时撤退；2，不要求在吴淞或狮子林炮台永久不设军备；3，中日合组委员会，由中立国观察员参加，监视双方撤兵；4，撤退区域仍由中国当局行使职权，并由中国警察执行警务；5，华军撤至真茹，日军撤至租界及越界筑路，然后华军撤至南翔，日军撤到舰上。（31）对于这个停战办法，中国政府于第二天即声明接受，而日方为了最后获得在谈判桌上的有利地位，不顾上述协议，继续增派援军，复向中国军队发起全面进攻。
    为了尽快结束上海战争，推动中日和谈的进行，国联行政院于29日举行第14次会议，保罗·彭古提议在上海立即召集由中日双方及各国代表组成的“和平会议”，并制定了进行和谈的纲领，其主要内容为：“（一）日本无政治或领土之企图，无意在上海设立日本租界，或增进其独享之利益；（二）中国出席会议，基于公共租界及法租界安全完整之必须保持，于商订办法之下，俾此等区域及其居民免受危险。”（32）国联行政院制定的这个和谈纲领对恢复中国的领土主权只字未提，其根本目的在于“立刻恢复上海和平”及列强在华利益免受威胁。但由于这个和谈纲领限制日本的侵略，中国政府遂表示接受。日本由于这时已达到了掩护伪满洲国成立的目的，也想趁机结束旷日持久的战争，所以，日本政府也以“希望维持并巩固上海之国际性质”，同意在沪举行圆桌会议。（33）但日本为了进一步争得谈判有利地位，于3月1日又发动了全线进攻，并在浏河登陆。同一天，日本还正式宣布伪满洲国成立。而十九路军终因后援无继，被迫于3月1日撤退至黄渡、方泰、嘉定、太仓之第二道防线，2日撤至真茹一线。3日，日军进占上海以西嘉定、南翔一带。日军得手后，于3月3日，即国联大会开会之日宣布停战。
    这样，持续月余的淞沪战事渐趋缓和。国联行政院第66届理事会调处上海事变的活动也宣告结束。根据中国代表的提议，行政院按照盟约第15条的规定将中日纠纷转交国联大会继续调处。