為了應付麵臨的嚴峻形勢，張少帥召集了東三省保安會、三省議會聯合會議，經討論決定對日本方麵采取拖延的辦法，再次推遲易幟。第二天，張少帥派人通知林權助，延期易幟3個月。林權助總算保住了作為大使的麵子，返回了日本。
蔣光頭對東北推遲易幟十分擔憂，他擔心時間拖長情況有變。美國ZF也唯恐日本策劃東北獨立的陰謀得逞，有損於美國的在華利益。在這種情況下，美國終於決定直接參與東北易幟的斡旋。於是美國駐華公使馬克謨在南京ZF的同意下，以赴朝鮮為名，前往奉天與張少帥會麵，力勸張少帥及早換旗，美國方麵願為實現東北易幟作出努力。美國的支持對張少帥產生了重大影響。
日本方麵對美國的態度也十分關注，林權助得知美國公使馬克謨的到來還推遲了回國的日期。在這種形勢下，日本ZF不得不重新考慮其外交立場。
張少帥和南京ZF的聯係也在進一步發展。8月13日以後，易幟之事被延期後，雙方進入加強實質性關係的階段。10月8日，國民DZY常務委員會會議上，依照國民ZF組織法，改組國民ZF，成立五院，選蔣光頭為國民ZFZX。這次會議任命張少帥為國民ZF委員，蔣光頭公開發表了這個消息。同日，蔣光頭為推動東北易幟致電張少帥：“委員既經發表，應乘此時機，同時更換旗幟，宣言就職。以十七年雙.十節為兄完成統一之紀念日也。”
這一年的“雙.十節”易幟雖未能實現，但至此易幟之勢已不可逆轉。張少帥表示接受任命，同時南京ZF利用美、英等國牽製日本，在國際上爭取同情者。美、英、法等國抓住日本出兵山東問題不放，一再向其施加壓力。在日本國內，田中內閣也是內外交困，不得不放鬆了幹預。
至此，條件完全成熟，張少帥於12月29日毅然通電全國，宣布東北易幟。蔣光頭當即複電表示嘉慰。這一天上午7時，張少帥在省府大禮堂舉行易幟典禮。歐美各國領事均應邀參加，唯獨日本領事未到，接著張少帥發表了講話。12月31日，國民ZF任命張少帥為東北邊防司令長官，並將熱河省加入東北，成為東四省。
東北易幟後，日本ZF大為惱火。12月31日，總領事林久治郎拜會張少帥，捶著桌子叫嚷：“突然易幟，等於宣告斷交。日本方麵現在看你的態度，必要時有采取斷然措施的可能。”張少帥隻是回答“沒法子”。
東北易幟是張少帥一生的壯舉。張少帥身為奉係首領張作霖的兒子，能和蔣光頭拋棄前嫌，在紛繁複雜的形勢下保持清醒頭腦，不畏日本的強權壓力，堅持統一，為避免大規模內戰作出了貢獻。同時他自己也鞏固和加強了張作霖奉係繼承人的地位。東北易幟最大限度的維護了東北人民的利益，得到了東北人民的擁護，也贏得了全國人民的讚譽。同時，也使蔣光頭在名義上統一了華夏，鞏固了南京國民ZF的地位。
在整個過程中，蔣夫人積極支持，也發揮了重要的作用。張少帥和宋家早有交情，蔣夫人以前在上海時就和張少帥是好朋友。她不僅向張少帥和於鳳至寫信，努力勸說，動之以情，而且在蔣光頭麵前替張少帥作保證。東北易幟從7月開始籌劃到年底實現，曆時半年，中間幾度反複，南京ZF裏不少人都對張少帥失去信心，而蔣光頭在蔣夫人的支持和溝通下，始終信任和體諒張少帥，和他默契配合，終於成功。此外，美、英ZF的支持也是成功的重要因素，蔣夫人不時地向美、英人士介紹和宣傳南京ZF的方針和政策，親自撰寫文章向海外宣傳。