在14日的外委会议上，顾建议中方驻国联代表以日方即时撤兵为原则赞成日方关于中日以协定方式解决两国问题之条件，同时声明对日方所提大纲保留修改和反对之权，并要日方将大纲条文向国联诸成员国公开。宋子文（外委副委员长）、颜惠庆（外委委员）“虽皆称是，犹未能决定”。10月15日英公使蓝浦森见蒋，认为“两国直接交涉终难避免，如能由第三者加入旁听，如华府解决山东问题之例，实为上策。”当日外委会后，戴季陶（外委委员长）、顾维钧、宋子文在宋寓所继续商议对日外交方针，蒋随后亦到。由英方处得知国联常务理事会主席白里安（法国驻国联代表）已拟定三点解决办法：（1）日军退出被占领域；（2）派中立国文武人员监视接收；（3）两国举行直接交涉。讨论倾向接受白所提解决方法。
但蒋坚持“至少须设法办到华府办法，由第三国代表旁听为宜”，16日，国联理事会讨论邀请美国代表参加理事会共商中日“满洲”事件问题议案，日方代表竭力反对，并提出修正案，要求组织法律委员会表决，经表决日方修正案被否决，原议案通过。
17日，外委会议“经长时间讨论，决定以下各点预备方案，一、由国联监视之下，日兵退出占领区域。二、中日将来一切交涉必须在国联照拂之下进行。三、交涉地点在日内瓦和欧美各地。四、将来中日交涉，必须在国际公约原则下进行。甲、尊重中国领土行政之完整。乙、门户开放机会均等。丙、为维持东亚和平计，不得用武力行使国策。五、日本必须负此次出兵责任。六、无论日本提出任何条件，中国皆须保留有修正及另自提案之权”。国联于当日开会讨论中日问题，会中考虑一折中解决办法，即在日本分期撤兵的同时，中日两国开始直接谈判。
日方于20日向国联递交日本对满洲撤兵五项条件。主要内容为要求中方禁止排日运动，保障日侨生命财产安全，承认日方在东北的筑路、租借地等权利，并偿付日本修路之款。23日国联讨论白里安拟定之提案，该提案要点为日军立即开始撤军，在11月16日国联理事会下次开会前将军队撤至铁路以西区域，中日双方在此期间指派代表商定谈判细则，日本撤军完成后两国即直接交涉解决悬案问题。中方代表表示接受，日方代表提出修正案，对美方参加调解和撤兵期限均不接受。24日国联会议以13票对1票通过限期日本撤兵案。但唯一反对票既为日方所投，则“国联结果，道德上固属胜利，实际成为僵局……夜长梦多，殊堪忧虑。”10月26日，日本政府发表关于满洲事变的第二次声明，声称国联决议案未经一致通过，无实行效力。强调中日应直接交涉，并列出交涉所必需的基本大纲（共5点），对于日方声明，顾维钧认为“日政府声明末段措词，日方似已稍让步，将基本大纲与撤兵接受事宜并为一谈，准备与吾国开议，如果日本诚意转圜，不难就其提议谋一无损双方体面而有利吾国主张途径，以辟僵局。”倾向于在日撤兵期间与日本直接交涉，顾随后与蒋谈，蒋“亦深以速觅两全之途径为然”。但蒋的态度很快又有变化，11月1日，外委训令施肇基向国联提出照会，驳斥日方声明，强调“日本如按期撤兵，一切困难均可解决。”2日蒋召见外委成员，确定对日方针仍为“日军未撤尽之前，不与日本作任何接洽。即将来撤兵后如何开议，手续问题亦不拟先表示。另用间接方法促催撤兵。”蒋之所以如此快地否定顾维钧的建议，实在是中方若退后一步，日方手握撤军法宝，以解决悬案相要挟，则中方进退维谷，如以悬案问题的让步换取日军撤退，则恐怕所失更甚于所得。11月16日顾维钧与法公使韦礼德的谈话中所涉内容很能反映中方这种进退两难的心态，法公使在谈话中问及：“日本所坚持之尊重条约，或将要求履行民四条约，中国方面态度如何”，顾答以“‘二十一条’之约，订于武力胁迫之下，举国痛心，至今不忘，此为十余年国民一致所力争者，如再提出，恐将使东北问题愈难解决。”很显然，一旦中日直接交涉，此等问题甚为棘手，稍有闪失，都将令蒋氏大失人心。而政府内部，胡汉民对蒋之对日策略大加抨击，11月16日胡在沪对《申报》记者发表谈话，谓对于日本的侵略，如果政府当局仍不醒悟，“继续以无办法、无责任、无抵抗之三无主义为应付日本之唯一方针，则必至国亡而种灭而已”。胡如此表态，当然令蒋头痛。
18日施肇基报告外委，英外相西门建议中方向日本、列强及美国声明中国尊重满洲之条约义务，由中日双方合组一铁路专门委员会，主席由国联指派，先就满洲铁路营业问题达成协议，然后再实行撤兵。如此“撇开法律，注意经济，使双方均能接受”，有助于打开僵局。但条约效力问题极为棘手，中方断无可能承认二十一条，虽然施肇基在18日国联秘密会议上就条约效力问题作解释时强调“日本所称条约倘包括二十一条，则中国不能以承认条约为撤兵代价，”并称所涉及条约“以在国联盟约范围内者为限”，外委“仍恐未能将吾国立场切实保障”。
粤方也对南京国民政府谈中日条约问题不满，11月20日，汪精卫、伍朝枢、邹鲁等电蔡元培等宁方出席宁粤会议之代表，指责南京政府舍坚持日本撤兵主张，而谈中日条约为“最大失策”，应令施肇基“只讨论撤兵，不能谈及别事”。
在宁粤走向和解之际，粤方的态度宁方不能不重视。
而东北形势在此期间也继续恶化。11月4日起日方以修复嫩江桥为由进攻黑龙江守军，扩大侵略范围。守军奋起抵抗，开始嫩江桥抗战。当时张学良仍持不抵抗主义态度。早在10月14日伪军张海鹏部北犯时，张即命令守军于兆麟部和平撤退，但于拒不听令，将江桥炸毁，以阻止伪军前进。对于江桥抗战，张一方面通电全国，肯定马占山的爱国壮举，表示对日军进攻“除随时报中央转报国联要求设法制止外，并饬各部切实采取正当自卫办法。”但另一方面，张对江桥抗战并无实质援助，整个江桥抗战期间，马占山军始终为孤军作战，时驻锦州区域东北军不下5万人，但皆“无战斗准备”，坐视齐齐哈尔沦陷。齐齐哈尔陷落后，日方态度变化，由坚持撤兵前中日直接交涉改为提议先由国联派调查团调查后，再行解决满洲问题。中日直接交涉与撤兵之争遂告一段落。
