21 вересня 1931 р. китайський уряд передав в Лігу націй в Женеві послання, в якому, посилаючись на ст. 11 Статуту Ліги, воно закликало звернути увагу на конфлікт між Китаєм і Японією і вжити заходи для попередження ескалації конфлікту і відновлення статус-кво.
Провідну роль в Лізі грали Великобританія, Франція і Японія - члени Ради цієї організації, проте для вирішення цього питання велике значення мала і позиція США, що не входили до складу Ліги. Під час мукденских подій Лондон прагнув уникнути загострення відносин з Токіо. Схожу лінію проводила і Франція. З подачі обох держав Рада Ліги звернулася до Вашингтона із запитом відносно наявності або відсутності у Сполучених Штатів наміру пред'явити Японії звинувачення в порушенні пакту Бріана - Келлога 1928 р. (що передубачав відмову країн, що підписали його, використовувати силу для вирішення міжнародних суперечок). У відповідь державний секретар США Генрі Стімсон дав зрозуміти, що його країна не має наміру вживати які-небудь заходи проти японської агресії. Таким чином, в Раді Ліги китайське питання почало обговорюватися в обстановці, сприятливій для Токіо.
В ході обговорення китайський представник звинуватив японські війська в неспровокованих агресивних діях і призвав Лігу зобов'язати Японію вивести свої війська із зайнятої території. Японський делегат До.Иосидзава не визнав справедливість звинувачень. Він заявив, що в Маньчжурії стався інцидент місцевого значення, а дії японської армії носять оборонний характер і були викликані китайською диверсією на залізниці. Японська сторона завірила Раду в тому, що японський уряд не має наміру розширювати конфлікт і виступає за його мирне рішення шляхом двосторонніх переговорів між Токіо і Нанкином. Оскільки китайська сторона заперечувала проти прямих переговорів з японською, Рада направила урядам обох країн телеграми із закликом докласти зусилля для недопущення подальшого розростання інциденту і негайно відвести свої війська до позицій, займаних ними на момент початку конфлікту. І китайський, і японський уряди погодилися з пропозиціями Ради в принципі, але не перейняли на себе ніяких конкретних зобов'язань.
30 вересня Рада Ліги ухвалила резолюцію, що пропонувала обом сторонам утриматися від дій, що порушують мир, і вжити заходи для нормалізації стосунків. Цей документ був схвалений не лише японським і китайським делегатами, але і американським консулом в Женеві. Американське керівництво, крім того, повідомило, що воно незалежно від Ліги підтримуватиме її зусилля із врегулювання ситуації.
Резолюція Ліги націй не зробила стримуючого впливу на поведінку японської сторони. У Маньчжурію стали прибувати нові контингенти окупаційних військ. Командування Квантунской армії виступило проти втручання Ліги в японо-китайский конфлікт. Її командуючий генерал Хондзе заявив, що Японія не визнає більше за владу правителя Чжан Сюэляна в Маньчжурії. Японська авіація 8 жовтня уперше у світовій історії бомбардувала місто - Цзиньчжоу. І в ті ж дні японці почали наступ на Цицикар.
У зв'язку з розширенням військових дій і бомбардуванням Цзиньчжоу китайський представник знову звернувся до Ліги націй з проханням обговорити положення, що створилося, і знову зажадав відведення японських військ з окупованих територій. Проте і в даному випадку члени Ліги відмовилися від вживання рішучих заходів відносно Японії. Але вони запросили на обговорення в Женеву спеціального делегата США як країни-учасниці і ініціатора пакту Бріана - Келлога, в порушенні якого в обстановці, що склалася, можна було звинувачувати Японію.
Дії Японії в першій половині жовтня привели до деякої зміни в політиці США. Вашингтон перестав підтримувати ідею прямих переговорів між Китаєм і Японією і став схилятися на користь спільних дій країн-членів Ліги націй. США направили в Женеву свого представника з повноваженнями спостерігача, який повинен був брати участь в обговоренні японо-китайского конфлікту тільки у випадках, що зачіпають застосування пакту Бріана, - Келлога.
Між тим голова Ради Ліги міністр закордонних справ Франції Аристид Бріан звернувся до Китаю і Японії з проханням спільно виробити взаємоприйнятні умови врегулювання конфлікту. Але Чан Кайши знову відмовився вести прямі переговори з Токіо до виведення японських військ з окупованої території. У пошуках виходу Бріан запропонував резолюцію (прийнята 24 жовтня), яка передбачала відведення усіх японських військ до дати наступного засідання Ради, тобто до 16 листопада 1931 м. Китай підтримав цю резолюцію, а Японія голосувала проти. У результаті Бріан визнав резолюцію юридичною, що не має, але такою, що має моральну силу. Відмовився схвалити резолюцію і держсекретар США Стімсон, вважаючи, що включення посилання на термін виведення військ надає резолюції ультимативний характер, а пред'явлення ультиматуму повинне припускати готовність застосувати силу у разі його відхилення, до чого США не були готові.
Сподіваючись перехопити ініціативу, японська сторона направила в Нанкин пропозицію провести двосторонні переговори про пригнічення антияпонських рухів в Китаї і Маньчжурії, повазі договірних прав Японії і захисті японських громадян в Маньчжурії. Залежно від результату переговорів, що пропонувалися, в Токіо були готові обговорювати і проблему виведення військ. У відповідь китайський уряд повторив свою колишню позицію: початковим пунктом вирішення суперечки має бути попереднє виведення японських військ у встановлений термін. Британія була схильна підтримати позицію Японії, проте США енергійно висловилися на підтримку Китаю.
16 листопада 1931 р. на черговому засіданні Ради китайський делегат зажадав застосувати до Японії ст. 16 Статуту, що передубачала введення економічних санкцій. Але цього разу американський представник, що мав інструкції президента США Герберта Гувера чинити опір введенню будь-яких санкцій проти Японії, переконав китайського делегата зняти свій проект. Тоді за порадою Бріана японський представник сам вніс пропозицію направити в Маньчжурію комісію для вивчення обстановки на місці.
Тим часом бойові дії в Маньчжурії розгорталися. У кінці листопада 1931 м. Китай зажадав від Ради Ліги негайно вжити заходи для створення в Маньчжурії нейтральної зони в районі м. Цзиньчжоу з тимчасовим розміщенням в ній під командуванням Ліги націй військ нейтральних держав - Великобританії, Франції, Італії та ін. Ця ідея підказала Китаю Сполученими Штатами і стала його останньою спробою зупинити просування японських військ за допомогою Ліги. Проте у відповідь Китай отримав наполегливу рекомендацію Ради відвести китайські війська з Маньчжурії за лінію Великої китайської стіни щоб уникнути зіткнення з японськими частинами. Війська Чан Кайши були вимушені піти з Маньчжурії.
10 грудня 1931 р. Ліга націй прийняла рішення про утворення комісії для вивчення обстановки в Маньчжурії. У січні 1932 р. вона була створена. Комісія складалася з представників п'яти країн, її очолив британський дипломат Віктор Олександр Джордж Літонн. Подальше обговорення положення в Маньчжурії вирішено було відстрочити до представлення доповіді комісії Літонна.