在卫立煌的命令下，第四师对日军驻屯军展开了猛烈的进攻，与此同时，鸭绿江北岸的东北军第五军的炮兵部队也向江对岸的日占朝鲜实施大规模炮击；8月15日早晨六点多，二十多架东北空军的轰炸机飞临天津上空，猛烈轰炸了海光寺周围的日军兵营，另有五十多架轰炸机飞过鸭绿江，往日占朝鲜的义州境内和鸭绿江南岸的日军阵地上投下了一百多吨炸弹以回复日军的挑衅，炸毁了义州城内两百多栋建筑，炸死三百多个朝鲜人和十多个日本人，同时摧毁了日军的几个岸防阵地。日军第19师团第5高射炮兵联队随后用高射炮展开反击，击落东北空军两架英制V-1500型轰炸机，同时还有三架飞机在空中出现机械故障。这五架飞机都坠落在了鸭绿江北岸，跳伞的飞行员全部被第5军的陆军官兵救起。第5军的炮兵部队对朝鲜境内的炮击从则凌晨三多点一直持续到天亮，累计发射了三千多发炮弹，但双方都没有派出部队横渡鸭绿江。
天亮后，日本国内的政变以及中日再度交战的消息震惊了全世界，各大列强纷纷把紧张和密切的目光投向风云诡谲的东亚。正在南京准备第五次剿共战事的蒋介石无疑是各国首脑里最震惊的人，获悉东北军与日军在鸭绿江猛烈交火且互相展开炮击的消息后，蒋介石又气又急，几乎有些恼羞成怒：“这个张学良！他是不是太胆大了？他是不是真的以为日本是个软柿子？”与此同时，河北中央军及热河东北军与日本在华驻屯军在天津展开激战的消息也传来，让蒋介石惊怒交加：“卫立煌简直岂有此理！居然违抗命令！跟着张学良一起胡闹！”
张学良和卫立煌的报告很快送到了蒋介石的手里，两人都言辞凿凿地声称是日军首先开火挑衅的，所以他们才进行还击以捍卫国权、履行职责。这让蒋介石六神无主、心乱如麻，他一方面对张学良和卫立煌的“不听话”深感恼怒窝火，一方面也对日本方面此举的意图感到焦虑和迷惑，同时也隐隐有些不安：“难道日本人故技重施？想像两年前的东北事件那样，蓄意挑起中日战争？”疑窦满腹的的蒋介石一边要求张学良和卫立煌“严守纪律，勿为日人授予借口，无比暂且以含忍、坚定、镇静之态度对待变故，切莫轻举妄动，以待中央之命令”，另一边则命令外交部长王正廷前去日本驻华公馆交涉，同时发报给驻日公使蒋作宾，询问日本国内究竟有何变化动静。
蒋作宾发给蒋介石的回电让蒋介石大吃一惊：日本国内发生流血政变！政局极其动荡！
曾留日多年的蒋介石对日本的政局十分了解，知道这场流血政变必然是日本军政界不同派系互相倾轧的结果，而东北军和日军在鸭绿江及天津交火十有八九确实是日本人主动挑的衅，张学良和卫立煌都没有说谎。再说了，张学良和卫立煌除非吃饱撑的，否则他们也没有理由去主动向日本人开火挑衅。蒋介石此时已经基本确定，鸭绿江和天津的战事应该跟日本国内的这场政变有关系，但他知道张学良对日极其强硬，深怕他得理不饶人，因此急忙给张学良和卫立煌快马加鞭地再次发去电报，要求两人见好就收，自卫即可，不需要全面还击。
接到蒋介石的电报，正在东北军总司令部内指挥战事的张学良笑了：“见好就收？好吧，老子就见好就收。”他问身边的荣臻，“命令高维岳，第五军可以停止炮击了，当然，如果那些不知死活的小日本再打炮弹过来，就给我用十倍的炮弹还回去。日军要是有任何进攻行为，给我毫不留情地反击并将其消灭掉！对了，王树常那边怎么样了？”
荣臻回答道：“王司令报告，天津的日本驻屯军基本已被消灭，但还有不少散兵游勇。”
张学良点点头：“命令王树常，继续清剿，直到消灭最后一个日本兵为止。天津本来就是我们的地盘，王树常不需要回热河了，第118师和独立第9、第10炮兵团就驻守在天津，王树常任命为天津保安司令。”
荣臻问道：“那热河怎么办？”
张学良想了想：“孙殿英投靠我们这几年来，表现得怎么样？”
荣臻道：“还不错，石友三叛乱时他坚定地站在我们这边，挺忠心的，算是立了功。”
张学良道：“那就任命孙殿英为热河省保安司令吧！他的第七军有两个师，第130师是他的老部队，给他保留着，把第126师调给王树常，连同第118师和那两个炮兵团驻守天津，仍然编为第6军，王树常仍然是第6军的军长，兼天津保安司令，王树常原来第6军里的那三个骑兵旅都调进第7军，继续驻守热河。”
荣臻点头道：“是。”
而国民政府那边，王正廷来到日本驻华公馆，向日本驻华公使有吉明进行交涉，抗议驻朝鲜的日军和驻天津的日军无端攻击中国军队。有吉明显得很无奈地耸耸肩，摊手道：“很抱歉，我们也不清楚日本国内究竟发生了什么事，无法给予回复。”由于日本国内陷入短暂的混乱中，新闻媒体工作也处于瘫痪状态，这使得关注日本政局的各国都陷入了扑朔迷离中，只能通过各自的驻日公使和情报机构来揣测日本国内究竟发生了什么。
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