为世人瞩目的国联会议，终在10月24日做出重要决定，以13票对1票通过限期日本撤兵案，"要求日本政府立即开始并按序进行将军队撤退至铁路区域以内，俾在规定之下次开会日期(11月16日)以前，得完全撤退"。岂料日方对此决议非但不加理会，且更于11月4日以修复嫩江桥为由进攻黑龙江守军。华军奋起自卫，是为嫩江桥抗战。
对嫩江桥抗战，张学良实际上一开始就主张退让。10月14日，伪军张海鹏部向嫩江桥进攻，张学良即令守军于兆麟部和平撤退，以免糜烂地方。于不听令，炸毁江桥，阻伪军之前进。日人乃藉此向马占山要挟。此时张学良则倾向于依靠国联，或向日政府交涉，以抑制事态扩大。江桥抗战爆发后，他通电全国，一方面对马占山军的壮举表示肯定，同时亦再度表示："随时飞报中央，转报国联要求制止。"
11月6日，日军占大兴车站。11日，关东军通过其代表林少佐向马占山提出最后通牒，要马立即下野，并将军队撤出齐齐哈尔，限12日内作出答复。马占山当即发电向北平张学良请示。12日，张仅以六字电复马："饬死守，勿退却。"18日晨，日关东军第二师团向马占山军展开全线攻击。马部不支，遂退出齐齐哈尔，败走海伦。
纵观整个江桥抗战，马占山军始终是孤军作战，未获驻防锦州一带东北军的实力援助。当时马军参战部队为步兵8700人，骑兵约3100人，日军参战人数虽为5900人左右，兵力包括野炮兵3个大队，野战重炮兵1个大队，飞行2个大队，在武器上占有绝对优势，而且后援不断。时驻锦州之东北军正规部队有十九旅，二十旅，十二旅等部，人数约在2万以上，加上警备队、骑兵旅、教导队、便衣队等，总数不下5万人。可是为了杜绝日军攻锦之口实，驻锦军队皆"无战斗准备"，更勿论增援黑省之举。
