6月25日这天凌晨，东北军第1军第111师第544团的官兵抓捕了四名试图偷偷通过关卡前往吉林省的可疑人物，为首的是一个日本人，叫中村震太郎，自称是日本农业学会的农学家，来到东北进行水文土壤上的学术考察，另一个日本人叫井杉延太郎，是中村的副手，另外两人分别是一个白俄翻译和一个蒙古向导。团长关玉衡觉得这四个人很可疑，特别是为首的这两个日本人，身上明显有一股挥之不去的军人气息，因此让士兵们把他们都抓了起来。随后在中村的包裹里，关玉衡发现了军用望远镜一副、步枪手枪各一把、几份高比例的军用地图、几份表册，上面详细记载着辽宁省某些地方的自然情况、人口物产、军民分布等情况，甚至还有一些东北军部队的兵力分布、枪炮种类、官兵人数、军官姓名职务、部队驻扎地点等内容。关玉衡等军官都大吃一惊，意识到这两个日本人绝不是什么农业学家，也不是来进行什么水土考察的，而是货真价实的间谍。关玉衡随后命令士兵对这四个人拷打审问。中村震太郎破口大骂，坚持声称自己是农业科学家，那个白俄翻译和那个蒙古向导确实不明所以，但中村的副手井杉延太郎熬不住拷打，招供了，承认自己和中村都是军人，伪装成农业学家是来东北境内进行间谍活动的。
关玉衡召集副团长董昆吾和几个营长，最后决定把事情报告上级，中村四人也都交给上级处理。第111师师长栾云奎接到关玉衡的报告后也吃惊不已，急忙把事情汇报给第一军军长王以哲。王以哲随后拨打了张学良的专线电话，同时命人把中村四人秘密押送到了沈阳。
张学良正为万宝山事件搞得怒不可遏，听说第111师抓住了几个日本间谍，顿时更加勃然大怒，连夜叫来工统局局长刘忠干，命令他立刻审问这几个日本间谍。工统局的审问方法要比关玉衡等人的手段凶狠得多，老虎凳辣椒水强心针凝血剂轮番上，折磨得中村等人死去活来。承受了几个小时的酷刑后，中村震太郎也熬不住了，承认自己是日本陆军参谋部的现役军人，军衔大尉，伪装潜入东北境内是为了搜集情报。刘忠干在把审讯结果交给张学良后，张学良立刻让人叫来林久治郎，带着他进入工统局的监狱里。当林久治郎看到像死猪一样被吊在木架上并且被拷打得体无完肤的中村四人，顿时叫苦不迭。张学良冷笑道：“林久先生，请您解释一下贵国派遣现役军人潜入东北境内搜集情报的行为。”
林久治郎一头热汗，哑口无言。
迫于中村事件的丑闻，日方不得不在万宝山事件上进行让步。
在中村事件的同时，又发生了“日机航拍事件”。地图在军事上被视为军队的行动向导、行动指南。随着飞机的发明，用飞机航拍是绘制地图最快最便捷的手段，日本关东军多次在东北实施航拍行动，对外声称是“航空俱乐部的航空爱好者在玩飞机”。按照绘制航拍地图的要求，一般要把索要拍摄的区域均分成三部分，摄影师在飞机上每次只拍这个区域的40%，共拍三张，这样，三张照片就都有了10%的重叠，而这10%的重叠正好符合人两眼的视差，把两张相连的照片放在专业的立体仪器下，调校好重叠的部分，就能看到一幅非常真实的立体画面。要产生这样的立体效果，就要求拍摄者必须保证每次拍摄的角度和区域都精准无误。张学良也是接到东北空军司令冯庸的报告后，才知道日本人一直在干着这个勾当，因此下令，只要没有得到东北空军司令部的允许并且是飞行在中国领土上空的日本飞机，东北空军立刻要将其迫降或击落。6月22日上午，东北空军第3航空队队长王聚有上校报告冯庸在沈阳北部发现非法侵入领空的日本飞机一架。冯庸毫不含糊：“起飞战斗机拦截！”
第3航空队第6战斗机中队的少校飞行员高志航接到命令后，立刻驾驶一架福克D.VII战斗机呼啸腾空，起飞拦截那架在沈阳北部进行着航拍的日本飞机（福克D.VII战斗机是德国在一战末期研制的战斗机，也是一战期间综合性能最好的一款战斗机，诞生于1917年底）。
高志航驾驶着飞机，迅速追赶上那架慢悠悠飞行着的日本飞机，发出灯光信号，要求对方跟着自己降落在东北军的机场上接受检查。日本飞机也发出灯光信号，声称自己是民间飞机，不是军用飞机。高志航再次发出灯光信号，要求对方立刻迫降，并进行警告。日本飞机不予理睬。高志航随后打开机载无线电，联系上正在司令部内关注此事的冯庸，请求指示。
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