此时的张作霖与张学良正在北京应对北伐军,奉军接连败退,形式不太乐观,日本军队在东北动作频繁,张学良建议老帅退回关内坐镇东北,他自己留下处理撤军事宜,张作霖接受了张学良的建议,率军撤回关内,1928年6月4日,张作霖从北京回奉天的专列在皇姑屯被不满田中支持张作霖的关东军炸毁,张作霖负重伤不治身亡。
满蒙悬案就这样一直在推来推去,成了悬案,一直没有得到解决,东北当局的极力不配合,日本的关东军早已不满田中的分离满蒙的计划,于9月18日,密谋柳条湖事件,发动了正经中外的九一八事变。田中义一在皇姑屯事件后,昭和天皇借口在炸死张作霖事件上他的上奏前后矛盾,将其罢免,不久失意死去。