蔣介石在打敗孫傳芳之後，兵力更加強大，他繳獲了近六萬多支槍和炮，用來武裝自己的嫡係軍隊。他同時又擴編了幾個師，而且裝備精良。他覺得以自己的兵力和勢力完全可以消滅土匪出身的張作霖了。
他決定揮師北伐，直搗虎穴，把張作霖趕出北京去。
盛世才奉命參加了北伐。因為他是東北人，與張作霖有著鄉音關係。所以，他被派往北京城，想法以東北人的身份找關係接近張作霖的情報人員，探聽有關機密以便掌握張作霖的動向。一句話，就是要他設法起到內線的作用。
對這一使命，盛世才是反感的。他的目在在於帶兵打仗。但出於無奈，他隻好硬著頭皮幹。幸好彭昭賢等CC派的人也在北京秘密活動。在這方麵CC派的人是行家裏手。他便找彭昭賢幫忙，將一些情報據為自己，向北伐軍的上級機關彙報。
盛世才通過在張作霖司令部任要職的同鄉和同學刺探到一些情報。
後來，蔣介石幹脆指示盛世才的總部領導，讓盛世才設法演一出“周瑜打黃蓋”的戲，以苦肉之計，騙取身為張作霖參謀總部情報處長的同學方錄清，在他手下任職，采取打進內部的辦法，伺機暗殺張作霖。
盛世才乍聽到這一指令，憂心如焚，暗中大罵蔣介石不是人。但在表麵上，他不但裝出十分樂意的樣子，而且發誓以此任務的完成效忠蔣介石。
蔣介石從總部聽到這個彙報後，非常高興，覺得盛世才敢作敢為，是個人物。
盛世才有他的想法，他盡量采取拖延的辦法來搪塞。他還想采取消極辦法，不向方錄清提出晉見張作霖的要求，因為他原本就不想作內奸，他也不想親手暗殺張作霖，因為他認為那太危險。但如果抗命不從的話，同樣會招來殺身之禍。為了生存，為了圖變，他采取了騙術，對自己的上司謊稱方錄清對自己有懷疑，正在暗中審查他，所以，暫時還打不進去。上司還安慰他，指示他不要操之過急，以免暴露身份。正當此為難之際，突然出現了轉機。
日本侵華總司令部要張作霖盡快與他們簽定關於在東北架設鐵路和其他一些侵占東北特權的條約。
張作霖遲疑不表態。他怕引起東北人民對他的公開反對。他並不甘心被日本牽住鼻子走。他要與蔣介石決一雌雄。他想擊敗蔣介石，然後南下。
為此，日本侵華總部派人與蔣介石秘密談判，暗中支持蔣介石攻打北京政府。
另一方麵又派人威脅張作霖，如果一旦打敗，失去北京，再不能退回東北要地。
日本總部要張作霖火速撤回東北。他們怕張作霖強大起來難以控製局麵。而他的兒子張學良也反對打內戰，不但不執行其父要他率軍進攻蔣介石的指示，相反暗中策動與組織了所謂的東北請願團赴北京請求張作霖撤回東北。
在種種壓力之下，張作霖亂了方寸，隻好撤回東北。
對張作霖的態度，日本侵華總部、日本首相和日本上層決策人物以及實權派之間有分歧，有相反的決策。在日本政界中兩派鬥爭激烈，有人主張繼續利用張作霖。有人卻主張除掉張作霖，引起內亂，好趁機出兵占領整個東北。
當時在東北囂張一時的日本關東軍，憑借兵力的強大與精良，主張除去張作霖。
在此複雜的局勢中，張作霖估計不到日本野心家究竟怎樣處置他個人，所以，他乘火車返回東北時誤入陷阱。當他乘坐的火車行至奉天皇姑屯車站東三洞橋時，忽聽一聲驚天動地的巨響，火車被烈性炸彈炸得粉碎。張作霖當即被炸死。
為了轉移視線，日本關東軍總部將兩名事先以做工為名騙來的中國人槍殺在炸車現場，偽造炸車事件是他們所幹的，以此遮掩日本關東軍暗殺張作霖的罪行。
在炸車以前，他們騙誘了三個中國民工，但其中一人在發覺情況不妙的情況下逃跑了，而另外兩人卻被殺害。
張作霖被炸而死的時間是公元1928年6月4日。
盛世才除了震驚，暗暗慶幸自己總算脫離了充當內奸的危險角色。他大有兔死狐悲之感。
出乎意料的是，他的投機騙術竟然贏得了總部的讚賞。他不僅沒有遭遇不幸，反而被調到參謀部第一廳第三科任科長。這已是公元1929年初的事情了。