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3日上午，蔡公時率領18名署員到山東交涉署上班。當天，特派員公署被日軍圍困，公署人員一天沒吃飯，只喝了些自來水，電話線也被切斷，與外界完全斷絕了聯絡。當日下午4時，一群日軍衝進外交特派員公署，把署內人員隨身攜帶的自衛槍支全部繳下，又拉走幾個外交官員充苦力運送槍支彈藥。
當晚9時，50多個日本兵又闖進署內，將外交檔案、地圖等棄置滿地，將當天剛剛掛上去的青天白日旗和孫中山畫像統統撕毀。蔡公時用日語抗議，說這是中國政府外交機關，非軍事單位，日軍應尊重睦鄰友誼和外交禮節。日本兵不等他說完，就用槍托將他打翻在地。 一個日軍士兵宣讀了福田彥助屠殺外交官員的命令。蔡公時翻譯給大家說：“日本兵要剝去衣服、槍斃我們。我們沒法，赴死可也。”
日軍將署內18人一齊捆綁，拉到院內場地，撕去所有衣服毒打，再用刺刀亂戳亂砍。當夜，交涉署十八名官員，除勤務兵張漢儒外，都被殺害。據張漢儒回憶說：
當時我雖已血流滿面，痛之徹骨，但還惦記著蔡公時主任不知被日軍作踐成什麼樣子。我藉手電所見：諸人大多有耳無鼻、有鼻無耳、血肉模糊，其狀之慘，令人毛骨悚然。蔡主任被削下鼻子，割去雙耳，挖去雙目後，整個頭部和胸前被鮮血染紅。
5月8日，日軍重炮攻城，11月濟南失陷。據世界紅十字會濟南分會調查，整個濟南慘案中死亡6123人，傷1770人，姦殺婦女無數，財產損失無法計數。
當時，親自指揮北伐的蔣介石與馮玉祥在濟南以南的黨家莊車站會晤，他最後決定，濟南駐軍一律撤出，避免與日軍衝突升級，其他問題由兩國政府遵循外交途徑解決。北伐軍繞過濟南，繼續北伐。
6月初，外交部長黃郛因辦理對日外交不力，引咎辭職。王正廷被任命為外交部長。王隨即與日方就濟南慘案進行交涉，一直拖到1929年3月28日，中日兩國才就解決濟案問題在南京正式簽署協定。
當中國軍隊撤離濟南後，日軍則繼續從關東軍增調第28混成旅，從朝鮮軍抽調臨時派遣飛行隊，與先前抵達的部隊一起，在濟南和膠濟鐵路沿線，對奉命抵抗的中國軍民進行屠戮。【1。 五三慘案，也稱濟南慘案，為北伐及蔣介石和民國政權的奇恥大辱，諱莫如深。2。 堂堂北伐軍竟然不抗擊日軍入侵山東！這無疑是國民黨、黃埔軍校和北伐歷史的奇恥大辱。】
就在北伐大軍進逼津京的危急關頭，5月7日，日方又派江藤去找張作霖。江藤強調說，由於時局關係，滿蒙新五路協約有迅速簽字的必要。
張作霖迫於無奈，咬牙同意了延海、兆索兩條鐵路。第二天在大元帥府將兩項合同蓋上了印章，並親書“閱準行”。當晚，町野和江藤又與交通部次長趙鎮簽訂了敦圖、長大兩條線的合同。（注：以上兩次簽字時間，另有分別為5月13日、15日之說。）
當月中旬，張作霖本人和張學良、楊宇霆分任總副司令，部署三路大軍準備決戰。
值此南京政府的北伐軍與###的奉軍決戰前夕，田中內閣連日會議。雖然張作霖已經冒險口頭應允了滿蒙新五路，並簽署了其中四條，但日本當局還是決定拋棄張作霖。5月16日的會議最終確定了一個《關於維持滿洲地方治安的處置案》，決定讓張作霖率奉軍退回關外，促成東三省劃地而治。
17日，芳澤奉命勸說張作霖：“大勢已經如此，為使戰亂不波及京津，收拾軍隊撤回滿洲以維持治安，是萬全之策。”並提出將徹底解決“滿蒙懸案”作為保障奉軍順利撤回老家的前提條件。
張作霖對日方臨陣拆臺和趁機敲詐勃然大怒，當即拒絕。芳澤徹夜說服，張作霖最終勉強同意暫行撤回關外。
第二天，日本政府向奉軍和北伐軍兩方發出警告照會：
戰亂行將波及京津地區，而滿洲地方亦將有蒙受其影響之虞，蓋滿洲地方治安之維持，最為帝國所重視。如該地區治安受擾亂，或者發生足以引起治安擾亂之事態，自為帝國政府所欲極力阻止。是以，當戰亂髮展至京津地區，其禍亂將及於滿洲之際，帝國政府為維持滿洲治安起見，不得不採取適當而且有效之措施。
在發出照會的同時，田中內閣下令駐旅順的關東軍總司令部下達進駐奉天的命令。關東軍司令長官岡村長太郎隨即擬定19日下令向奉天和錦州發