1931年9月18日，日本關(guān)東軍獨(dú)立衛(wèi)戍2營突襲北大營期間，駐扎在沈陽的日軍第29團(tuán)也遵照范潭井愛的命令，于9月19日1時(shí)左右分別向北市、南市場(chǎng)和沈陽發(fā)起了正面攻擊。

當(dāng)時(shí)沈陽城內(nèi)的軍警已經(jīng)事先接到了不許抵抗的命令，所以面對(duì)日軍進(jìn)攻大多選擇了逃避躲藏。當(dāng)時(shí)在沈陽城內(nèi)只有商埠第1分局和第2分局的警察進(jìn)行了稍微抵抗，共有12名警察在交火中犧牲，工業(yè)區(qū)第六分局則有10多名警察犧牲，很快南北市場(chǎng)便被日軍占領(lǐng)。

事前沈陽城內(nèi)的警察也沒有察覺日軍的異動(dòng)，槍聲響起時(shí)還以為日軍在進(jìn)行軍事演習(xí)。直到看到日軍割電話線時(shí)，跑去制止時(shí)遭到槍殺才知道發(fā)生事變。但因日軍占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，以及毫無準(zhǔn)備，大多數(shù)警察都被現(xiàn)場(chǎng)繳械。

從正面進(jìn)攻沈陽的日軍，于9月19日凌晨3時(shí)許攻占了大小西門，隨后日軍從小西門登上城墻，開始向城內(nèi)射擊，并于4時(shí)許進(jìn)入城內(nèi)。

進(jìn)入沈陽城內(nèi)的日軍先后包圍了警察署、憲兵司令部、電話局、無線電臺(tái)，切斷了所有的通信聯(lián)絡(luò)。

緊接著日軍在裝甲車的掩護(hù)下，從小西門大量涌入，并迫使沈陽城內(nèi)各個(gè)警察局繳械，并很快占領(lǐng)了沈陽西城墻南北一線。

原本駐扎在遼陽的日軍第二師團(tuán)在多門二郎中將的率領(lǐng)下也很快抵達(dá)沈陽，并迅速做出部署：步兵第15旅團(tuán)長天野六郎少將指揮步兵第16聯(lián)隊(duì)占領(lǐng)航空處及兵工廠；步兵第29聯(lián)隊(duì)繼續(xù)攻占沈陽城；步兵第16聯(lián)隊(duì)第10中隊(duì)作為師團(tuán)預(yù)備隊(duì)，與師團(tuán)司令部一起駐守南滿火車站附近。

在隨后日軍第29聯(lián)隊(duì)攻占沈陽城的過程中，因有事先安排的便衣內(nèi)應(yīng)配合，幾乎沒有遭到什么抵抗，于當(dāng)天清晨占領(lǐng)了沈陽東城墻一線。

隨后包括東北軍司令長官公署、大帥府、遼寧省政府、東北憲兵司令部、東北海軍司令部、東北政務(wù)委員會(huì)等一大批軍政機(jī)關(guān)均遭日軍占領(lǐng)。等天亮的時(shí)候，整個(gè)沈陽城已經(jīng)大部分落入了日軍之手。

在日軍占領(lǐng)沈陽城以后，上午10時(shí)許，第二師團(tuán)一部和獨(dú)立守備隊(duì)三個(gè)大隊(duì)又向東大營發(fā)起進(jìn)攻。東大營也和北大營一樣，接到了不許抵抗的命令，最終中午12時(shí)30分，日軍便完成了對(duì)整個(gè)沈陽的完全占領(lǐng)。

日軍占領(lǐng)沈陽以后，瘋狂的對(duì)中國軍民實(shí)施了屠殺。

根據(jù)1931年9月26日刊登在《民國日?qǐng)?bào)》上的一篇報(bào)道稱“19日上午7時(shí)許，沈城陷落……俱是日軍，復(fù)恃聲威，到處侮辱市民，動(dòng)輒槍殺……一般貧民惶惶不可終日，日人竟欲屠殺全城人民起往。唆使鮮氓，任意擄掠，俟鮮氓走盡后，再施掃射，可憐無數(shù)華民慘死于槍林彈雨之下，如此悲劇，數(shù)日內(nèi)不知發(fā)生多少。”

九一八事變時(shí)，要求軍警不許抵抗的東北軍參謀長榮臻事后也在報(bào)刊上發(fā)表了談話，稱“我方軍警，絕對(duì)未予抵抗，然慘死于彈下者，已為數(shù)不少矣……日軍兇暴之極，對(duì)于行人，任意槍殺，見有軍警服裝者，尤特別仇視，幾難幸免。”

因日軍在沈陽城內(nèi)肆意屠殺，當(dāng)時(shí)沈陽工業(yè)區(qū)、北市場(chǎng)、小西邊一帶，伏尸遍野。日軍更是以維持治安的借口，對(duì)行人隨意槍殺，就連婦孺也未能幸免，甚至“見小兒常用刺刀挑起，沿道示眾，慘不忍睹。”

進(jìn)入沈陽城內(nèi)的日軍，隨意進(jìn)出中國普通人家，對(duì)年輕的婦女任意進(jìn)行調(diào)戲，家中男人較少的，幾乎都逃不掉日軍色狼的魔爪。

當(dāng)然沈陽被日軍占領(lǐng)后，作為沈陽城最有錢的大帥府也不能幸免。日軍于9月19日包圍大帥府后，便進(jìn)入府內(nèi)將貴重財(cái)物洗劫一空。僅張作霖五姨太損失的珠寶、財(cái)物等當(dāng)時(shí)便估值損失1.4億，整個(gè)大帥府被洗劫而去的財(cái)物更是無法計(jì)數(shù)。