正当中日两国对调查团报告作出不同评价之时，迎来了国联对该报告的审议。

这次由国联行政院主持审议的会议，对中日双方都极为重要。因此双方均派出了阵容强大的代表团。中国指派外交界元老颜惠庆和顾维钧、郭泰祺为全权代表，该团成员达120多人。日本则派主张“满蒙是日本的生命线”的松冈洋右、驻法大使长冈春一和驻比利时大使佐藤尚武为全权代表。伪满政权也派丁士源去日内瓦活动。日本政府于10月21日将政府训令交给松冈。该训令根据《日满议定书》的精神要求国联承认在满的一切既成事实，如不承认则与国联对抗到底。[35]

中国政府分析日本不会接受调查报告书，故要求中国代表在行政院审议调查报告时，进一步表明中国公正、合理的立场和解决事变的主张，力争澄清：一，“九一八”事变不是日本的自卫行动，而是一次侵略行动；二，伪满洲国不是独立国家，是日本一手制造的傀儡政权；三，根据盟约第15条第4项裁决事变问题，对日进行经济制裁。为达到此目的，中国代表在日内瓦散发了有关“九一八”事变的备忘录4万份。他们还逐个探析了各国态度，对英、德、法、意等国不抱过高希望，但对美国寄予很大希望。这表明，南京政府既依赖于国联，但又不完全相信国联。这便是中国在国联中利用欧美列强与日本的矛盾寻求解决事变最佳方案的二重性外交态度。

11月21日国联审议会议伊始，中国代表顾维钧与日本代表松冈洋右便展开了激烈的唇枪舌剑。松冈强调：“满洲”是日本的生命线，否认“满洲”是中国领土的一部分，反对报告书不承认“满洲国”。为伪满傀儡政权辩解。顾代表则全面反驳了松冈的论调，并对调查报告提出了三条补充原则：“第一，不得鼓励侵略；第二，必须赔偿中国的损失；第三，日本撤军仍然是先决条件，在军事占领或既成事实的压力下不能进行谈判。”[36]

双方第二个争论点是李顿调查团的权限问题。松冈认为该团没有提出解决事变的建议的权限，因此，调查的任务业已结束。松冈尽量贬低李顿调查团的作用，进而否定该团提出的调查报告。但行政院主席反驳了松冈，指出调查团尚未解散，有权根据各国代表所提出的意见补充和修改调查报告。

在各方如此对立的情况下，行政院无法继续审议，只好根据盟约第15条第9项[37]规定，把此问题提交国联大会。国联大会于12月6日开会，继续审议李顿报告书。中日双方争论的焦点依然如故。中国代表颜惠庆提出：大会应宣布日本违反了三个条约，即九国公约、非战公约、国联盟约，日军先撤回满铁附属地内；解散伪满政权；根据盟约第15条第4项的规定，尽早提出并公布解决争端的报告和建议。[38]松冈则全面辩解日本对满蒙的侵略行径，说什么日本出兵满蒙犹如英国出兵上海，力图争取列强的支持。

国联虽然由大国操纵，但小国也发挥了应有的作用。会上，爱尔兰、挪威等十国纷纷谴责日本，同情和支持中国，并且批判了大国的态度。大国则依然想以调和、妥协的方式解决。英国外相西门片面强调问题的复杂性和特殊性，要双方妥协。法国代表公然说：“我们的使命是先调停。”[39]大会上，中国与日本、大国与小国，意见分歧严重，无法统一。因此，大会又把此问题提交给十九国特别委员会。西班牙、瑞典、爱尔兰、捷克四国便向十九国特别委员会提交决议草案，指出：日本武力侵占东三省。日本一手炮制伪满洲国，不能承认伪满洲国。[40]这一提案代表了小国维护国际公道的意见。松冈要求撤回该提案，大国的代表也表示反对。因此，该提案未能成为决议。

日本对此次大会是满意的，因为四国提案流产了。中国对此次大会不满，尤其对英国首相西门的发言表示反感。西门在发言中，大肆批判中国抵制洋货和抵御外来侵略的宣传。为此中国新闻媒介掀起反英、反西门的运动，并向驻宁英公使提出抗议。南京政府反对列强攻击中国偏袒日本的态度。

十九国特别委员会是1932年2月21日，即“一·二八”事变时根据国联大会的决定成立的。当时中国代表要求根据盟约第15条第9项组织此委员会，并向国联大会提出解决事变的报告，该委员会由国联大会主席和除中、日之外的理事国及大会选出的瑞士、捷克斯洛伐克、哥伦比亚、葡萄牙、匈牙利、瑞典等国组成。该委员会于12月12日召开第一次会议。会上，英、法等大国与瑞典等小国之间的意见严重对立。小国委员依然同情和支持中国。而中国代表也对小国委员做了种种外交努力。

十九国特别委员会的工作对“九一八”事变和伪满洲国问题的调处起举足轻重的作用。因此，中国政府力求在该委员会起草的报告中：追究日本违反国联盟约、九国公约的责任，不承认伪满洲国，保证将来也不与它缔结交流关系；明确记入日军撤兵；不责难中国抵制洋货运动。[41]此外，中国代表还要求根据盟约第16条对日实行道义和经济制裁，以迫使日军撤兵，解散伪政权。中国为此做了许多工作。外交部通过美国驻华公使争取美国的支持；日内瓦的中国代表团也纷纷对各国代表进行外交活动，寻求支持。中国代表颜惠庆还对苏联开展外交活动，争取苏联代表参加十九国特别委员会。[42]但自1929年中东路事件后，中苏两国的外交关系极为冷淡。虽然，事变爆发后，苏联对中国表示同情和声援，但在行动上则保持中立。这是苏联对中国的二重性外交态度。

1933年1月16日，十九国特别委员会开会。会上中日双方的意见和主张针锋相对。日本方案的主要内容是成立小委员会，调解日中双方，调解的基础是承认伪满洲国，在这一问题上没有让步的余地。[43]中国代表于1月20日发表声明，坚决反对日本方案，不承认伪满洲国，并请美苏参加调停委员会，由调停委员会和中日双方共同谈判解决事变。[44]中日双方对成立小委员会或调停委员会似乎意见一致，但在是否承认伪满洲国、美苏是否参加该委员会问题上依然针锋相对。日本反对美苏参加委员会，是因为自第一次世界大战以来日美矛盾加剧及日本侵占东三省引起日苏关系对立。国联和中国都想利用这一矛盾牵制日本。这自然有利于中国，而不利于日本，因此双方争执不下。

由于中日双方主张严重对立，十九国特别委员会认为，调解双方妥协是不可能的。因此决定：根据盟约第15条第4项，由行政院主席、英、法、德、意、西班牙、瑞典、瑞士、捷克斯洛伐克等国组成的起草委员会，开始起草裁决事变的最后报告。[45]这样，国联力图调解双方妥协的企图遭到了挫折。这对中国来说，从一定意义上讲，是个胜利。中国代表要求从经济和道义上制裁日本。在起草委员会上，小国代表也主张以经济制裁日本。但大国不想制裁。

在起草委员会起草最终报告书时，英国依然暗地里与日本进行妥协工作。国联秘书长德乐蒙与日本代表杉村经过交涉，于2月24日就“满洲国”提法协调，拟为：“十九国特别委员会知悉日本承认在满洲成立的现制度和其他加入国联的国家没有采取同样的措施”，而且同意不邀请美苏参加小委员会或调解委员会。这显然是对日本的让步。但是，日本内田外相仍然表示“难以满足”日本的要求，加以拒绝。[46]十九国特别委员会也不赞成此案。

2月14日，十九国特别委员会通过最终报告，17日公布于世。中国于18日译出该报告，19日公布。这一报告，在法律上以国际联盟盟约、非战公约及国联关于“九一八”事变的有关决定为基础，基本采纳了李顿调查团的报告。十九国报告体现了国联和欧美列强对中国和日本的二重性态度。对此，中国代表顾维钧曾认真分析了该报告，并分别指出其对华的利弊关系：

对中国有利之处：（1）中国对东三省的主权获得了确认。（2）会员国承诺，无论在法律上或实际上都不承认“满洲国”，并继续保持一致行动，避免单独采取行动。（3）日本在铁路区（指满铁）以外的一切军事行动以及扶持和承认“满洲国”等行动均遭到明确的谴责。

对中国不利的部分：（1）日军的撤军“取决于日军是否同意谈和是否同意作撤退准备以及撤退的方法、步骤和细节”，没有采取具体措施。（2）对万一日本拒绝接受最终报告一点，虽然言及，但未能定出对付办法。（3）在日本尚未接受报告之前，即由中国宣布东三省自治，这无异于使中国受到惩罚，因此，日本尚未明确接受全部报告书之前，决不能作此宣告。[47]

中国外交部于2月18日发表谈话，对报告中有利于中国的部分表示满意，同时谴责了在起草报告过程中英国外相西门、国联秘书长德乐蒙袒护日本之事实，并对报告中规定东三省设立“自治”政府，未能完全恢复“九一八”事变前之状态表示遗憾。[48]这就是南京政府对该报告的二重性态度。

当国联大会开始讨论最终报告时，日本发起了对热河的进攻。这固然有侵占热河的军事目的，但从外交的角度看，这是想把国联的视线从日内瓦转移到热河，进而打乱对最终报告的通过。当时，英国政府害怕其在秦皇岛和开滦煤矿的利益受到威胁。就表示应同“一·二八”事变一样，立即调停双方军事冲突。但南京政府拒绝谈判，主张以抵抗争取在国联中的有利地位。24日，中国代表把热河问题诉诸国联，要求依据盟约制裁日本。从外交措施来说，南京政府和中国代表的这一要求是正确及时的。但国联和列强不敢制裁日本，理由依然是中日未断交，日本的军事行动不能称为“诉诸战争”。国联和列强再次拒绝了中国的合理要求，表现出其对日二重性外交中对日软弱的一面。

2月24日，国联大会通过关于“九一八”事变的最终报告。在中日双方表明各自的态度后，未进行讨论，就进行表决。结果，42票赞成，日本一票反对，一票弃权，十九国特别委员会的最终报告被通过，日本挑起“九一八”事变，建立伪满的侵略活动在国联遭到了否定。日本代表立刻退出会场。3月27日日本政府正式退出国际联盟。至此，国联对“九一八”事变的调处告一段落，但所谓“满洲问题”却仍未解决，直到1945年8月日本投降。