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李頓調查團在東北活動了一個半月，於6月5日回到北平。7月4日由北平去東京，與日本政府商討寫報告書之事宜，20日返回北平。9月4日，調查團完成了報告書，各委員簽字。
10月2日，《國聯調查團報告書》在日內瓦、南京、東京同時發表，中國外交部公佈了調查團報告書節要。
10月13日，中國外交部公佈了李頓調查團報告書全文。文長272頁，約14。4萬字，除緒言外，計分十章。
《李頓報告書》對於“九·一八”事變的發生和偽滿洲國的出現，作了具體陳述，承認了若干基本事實，對日本的侵略行徑也作了一定的揭露。例如：
（1）承認東三省是中國領土的一部分。
報告書指出：“東三省為中國之一部，此為中國及列國共認之事實”；“張作霖上將迭次宣佈之獨立，絕不含有渠個人或滿洲人民情願與中國分離之意義。……實則所有中國內戰大致均係一種建立真正強健政府，以圖統一全國之野心計劃。故滿洲雖迭經戰事及獨立時期，但仍為中國完整之一部。”＇《國聯調查團報告書》，神州國光社。1932年版，第73、52頁。＇
（2）指出“九·一八”事變是日方有計劃的軍事行動。
報告書稱：“日方幹事前確有充分計劃以應付中日間萬一發生之戰事。此計劃於9月18日至19日之夜見諸實行，迅速證確。中國方面遵守上峰之訓令，既無進攻日軍之準備，在彼時或在該地亦無危害日人生命財產之計劃。……至9月18日下午 10時至10時半在路軌上或路軌旁發生炸裂之事雖無疑義，惟鐵軌縱有破壞，實際上並未能阻止長春南下列車之準時到站，斷不能引為軍事行動之理由。故前節所述日軍在是夜所採之軍事行動，不能認為合法之自衛手段。”
（3）指出偽滿洲國是日本一手製造和控制的政權。
報告書寫道：“自1931年9月18日以後，在日本軍事當局之行動中，不論在軍事或民政方面，政治意味，特為濃厚。”“調查團認為滿意者，即依各方所得一切證據，確信助成滿洲國成立之原動力，雖有若干種，但其中兩種，即一為日本軍隊之在場，一為日本文武官吏之活動；兩者聯合，發生之效力最大；依我等之判斷，若無此兩者，新國家不能成立。”“基此理由，現在政體，不能認為由真正的及自然的獨立運動所產生。”“在‘滿洲國政府，中……國務總理及各部總長，雖均為華人，但在新國組織中實際上操有最大權力之各總務廳，其廳長，則均屬日人。”“所有政權均操之於日人之手。此所謂‘滿洲國政府’者在當地中國人心目中直是日人之工具而已。”＇《國聯調查團報告書》，神州國光社，1932年版，第137～138、185、186、189、206、214頁。＇
但《李頓報告書》的基本方面是袒護日本侵略，同時又試圖與之分享瓜分利益，它露骨地表現出殖民主義者的偏見，作出了許多錯誤的結論，提出了一些荒謬的損害中國領土主權的建議。主要的有如下幾點：
（1）公然為日本帝國主義製造“九·一八”事變，發動侵華戰爭進行辯解。
報告書稱：“此次衝突事起，論者莫衷一是”；“日本屢稱滿洲為日本之生命線……日本對於滿洲之特別關懷，實因滿洲在軍事上為形勢要地故也。”讚頌日本侵略中周東北的所謂歷史功績，說：“若無日本之活動，滿洲不能吸引如許鉅額之人民”；“因最近25年來滿洲日本事業之成功，而發生之自尊心理，皆構成日本‘特殊地位’要求之成分”；“日本人民常自詡滿洲之經濟發展，日人之力獨多。”指責中國抵制日貨運動“對於中日關係，在物質上，心理上，均有重要之影響”；“中國政府，對於日本所受之損害，負有責任。”報告書在肯定日方軍事行動“不能認為合法之自衛手段”後，緊接著又說：“本調查團之為此言，並不摒棄下列之假定，……即當時在場之軍官或者系認為自衛而出此也。”＇《國聯調查團報告書》，神州國光社，1932年版，第28、75、43、76、74、228、232、138頁。＇
這就從根本上混淆了侵略者與被侵略者的原則區別，實際上是為日本侵略開脫罪責。
（2）敵視中國共產黨領導的中國革命，鼓吹來自蘇聯的“共產主義威脅”，鼓動日本把中國東北建成反共的戰爭策