东北易帜后，东北军编成步兵个旅、骑兵6个旅、炮兵个团。年9月，张学良支援蒋介石参加中原大战，以其9个精锐旅共万人编成两军，由于学忠、王树常统领入关。中原大战结束后，入关的9个旅及配属（骑兵3个旅及炮兵、工兵等）分驻在平津一带。年7月，为讨伐石友三的反蒋反张战争，又将东北的步兵3个旅、炮兵2个团共8万人调进关内。再加上驻山海关的何柱国旅，这时东北军步兵精锐和大部炮兵分布在平津及河北、察哈尔一带。留驻东北的步兵个旅、骑兵3个旅和省防旅，装备都较关内部队差。由于东北军政当局历来是反苏的，特别是年中东铁路事件后，在兵力部署上主要是用来对付苏联。九·一八事变前夕，在东北的正规军.5万人、非正规军4万人，总计约万人。
具体驻地是：
辽宁驻军：
独立第7旅王以哲部，驻沈阳；
独立第旅张廷枢部，驻锦县；
独立第旅常经武部，驻郑家屯；
骑兵第3旅张树森部，驻通辽；
省防一旅于芷山部，驻山城镇；
省防二旅张海鹏部，驻洮南；
公安总队（由原第师改编）黄显声部，驻沈阳；
辎重教导队牛元峰部，驻沟帮子；
东北空军、海军及宪兵司令部，均驻沈阳；
吉林驻军：
独立第旅赵芷香（后张治邦接任）部，驻宁安；
独立第旅苏德臣部，驻双城；
独立第旅李桂林部，驻长春；
独立第旅李杜部，驻依兰；
独立第旅张作舟部，驻吉林；
独立第旅邢占清部，驻哈尔滨；
独立第旅丁超部，驻哈尔滨；
骑兵第4旅常尧臣部，驻农安；
省防第1旅孙鹤喜部，驻方正；
省防第2旅王绍南部，驻蛟河；
炮兵第团穆纯昌部，驻长春；
边防军公署卫队团冯占海部，驻吉林；
哈尔滨特区公安大队王之佑部，驻吉林；
山林警备队赵维祥部，驻延寿；
黑龙江驻军：
省防步兵第1旅张殿九部，驻扎兰屯；
省防步兵第2旅苏炳文部，驻海拉尔；
省防骑兵第1旅王南屏部，驻绥化；
省防骑兵第2旅吴松林部，驻克山、拜泉；
独立骑兵第2旅程志远部，驻满洲里；
独立炮兵第9团朴炳珊部，驻泰安镇；
边防军公署卫队团徐宝珍部，驻齐齐哈尔；
兴安屯垦军苑崇谷部，驻索伦；
保安大队窦联芳部，驻齐齐哈尔。