1931年9月21日，南京国民政府代表施肇基正式向国联递交声明书。声明书根据《国联盟约》第11条， 控告日本侵略中国领土、破坏国联盟约；要求国联迅速采取相应行动，阻止此种形势的扩大 及恢复事变前的状态，并要日本赔偿损失。

    22日，国联理事会讨论中国代表的声明书。日本代表芳泽谦吉诬称：中国军队是这次事件的责任者。并要求理事会延期讨论。理事会授权给主席西班牙外长勒乐，对中日两国政府提出了内容相同的“紧急警告”,劝告双方避免事态扩大，并立即由两国协商撤兵。同时决定由国联派遣一个由各国驻华官员组成的调查团，去沈阳调查事变的真相，遭到日本代表的反对。