从这个布局上，可以看出张学良内心的矛盾与战术思想。

锦州的防守是一个面对沈阳的半同心圆，里强外弱。把东北军精锐12旅撤回锦州（张廷枢本人一直不在前线，直到12月22日才到锦州），比较不那么精锐的19旅和20旅放在前方，但是尽量避免和日军接触，而正规军和日军之间的是非正规军的义勇军和公安队。更多的东北军关内部队按兵不动。

这是一个毫无进取心的消极防守阵势，可见东北军上层当时连反攻收复沈阳的姿态都没有，对锦州的防务也敷衍了事而已。尤其是1931年10月到11月日军与马占山在江省激战的时候，锦州方面东北军毫无动静。反而是12月日军进攻锦州，极端困难的马占山电请张学良反攻，于26日令苑崇古，程志远，吴松林旅进攻齐克铁路，牵制日军攻锦。

值得注意的是，11月27日，白旗堡-绕阳河战斗后，北宁线上的东北军装甲列车却不见了，直到12月30日，才有铁甲列车掩护队在大虎山再次出现。

这是为什么呢？

从12月31日张学良给国民政府关于锦州撤退的电报中，或许可以看出原委 –张学良在电报中称“我军之开始撤退，始于12月29日，原驻锦州绥中一带之我军，为十二旅及二十旅。十九旅则驻大虎山，沟帮子一带。。。。驻锦州绥中一带之第十二旅，首先转移。。。至于前线掩护撤退之第十九旅，于三十日退出大凌河”。撤退过程中，荣臻曾下令沈瑞礼指挥的装甲列车行动。根据张的电报，驻扎沟帮子及锦州的装甲列车，分别于31日和1日撤退滦州。

综合可见，在11月下旬打退日军进攻后，东北军在锦州曾经再次调整部署，却并没有加强前方防御，相反，将前方北宁线，沟营线全部交给19旅，把20旅退守锦州-大凌河（包括沈瑞礼部的装甲列车），12旅，干脆退到了靠近山海关的绥中，已经摆开了要跑的架势！

可见，随着日军的不断深入，东北军正规军本部节节后退，保存实力和避免接触的迹象十分明显。而张学良拒绝给新收编的部队正规军番号，并且取消了吉黑原东北军部队的番号，试图借此避免给日方口实，结果却是日方正好名正言顺地宣称东北没有中国的政府力量，自己是在“剿匪”。

这期间，日军曾进行过两次进攻。第一次，是第二师团混成第四旅团，独混第三十九旅团为主，11月26日沿北宁线进攻。由于义勇军为主的中国部队在大虎山，白旗堡一带的顽强抵抗，也包括装甲列车部队的参战，日军认识到中国军队在锦州有相当的实力。因此，暂停了攻击。关东军司令本庄繁向国内求援。双方对峙于饶阳河一带。

12月24日，得到增援的日军再次开始攻击，这次日军兵分两路，一路为二十师团，从沈阳沿北宁线攻击饶阳河，大虎山一线，一路为第二师团，独混第八旅团等部，从营口沿沟营线进攻田庄台，盘山一线，都有装甲列车和坦克部队参战，并携带重炮。张学良举棋不定，打退敌军的时候仅仅消极防守，面对优势敌军的时候又想保存实力，缺乏固守决心，致使前线和日军对峙的主要是装备训练不足的义勇军部队，渐渐失利。东北军正规军参战的，只有19旅一部，骑3旅一部，除了装甲车队以外，大多意志不坚。

两路日军会师沟帮子，而后沿走廊南下，攻大凌河直趋锦州。

29日，在关外的东北军开始总撤退，1月3日，日军占领锦州。自此，锦州之战结束。

东北军从锦州撤退后，日军得以集中力量，将关外东北军旧部各个击破。先破吉林丁超，李杜等在哈尔滨的抵抗，再逼降马占山，而后攻破苏炳文，最后回师击破唐聚伍。至此，东北军在关外的原有力量丧失殆尽。