十月中旬，东北保安总司令部成立裁军委员会，张学良自任主席，张作相和杨宇霆任副主席，对外发表通电是“为了避免再起战端，且与民休息，减民负担”，实际上，张学良此举也是暗示南京方面，奉系已经没有再出山海关，争霸关内的野心了。另外，张学良多次公开声称“我最大的心愿就是国家统一，但我也知道我是没有能力统一中国的，不过我相信蒋总司令是有这样的能力的”，以此拍蒋介石的马屁。张学良知道，未来起码二十年内，中国还是以蒋介石为国家元首，自己通过“高瞻远瞩的目光”而从一开始就拍他的马屁，肯定能带来很多好处。根据张学良的命令：安国军每个步兵师下辖四个步兵团，每个骑兵旅下辖三个骑兵团，每个团都下辖三个营，接下来的连、排、班编制都遵循“三三制”；普通士兵保留满18周岁至满35周岁之间且拥有一年以上军龄的青壮年，同时吸食鸦片者、喜好赌博者、身份不明者、屡犯军纪者也一律遣散淘汰，由东北保安总司令部发放遣散费给予安家；各部兵员必须足额，军官吃空饷者撤职查办。这道命令被执行后，原先拥兵五十万余、规模庞大、龙蛇混杂的安国军立刻被削减到33万人左右，此举确实极大地减少了军费开支，初步统计每个月能节省300多万元的军费，同时也加强了张学良对军队的控制。在获知张学良大规模裁军后，蒋介石大为赞赏，并以国民革命军总司令的身份拨款500万元经费给张学良用于“整军经武、精简军柄”，同时承诺东北易帜后南京政府每月给奉军拨款1000万元军费。蒋介石此举和这个承诺也使得奉军内部一些不赞成易帜的将领慢慢倾向了赞成易帜。
张学良另外又规定了东北军队的官兵薪饷，按现大洋计算：省保安司令级月薪800元（也包括张学良这个东北四省保安总司令在内），师长级月薪500元，团长级月薪300元，营长级月薪200元，连长级月薪100元，排长级月薪50元，班长级月薪25元，士兵月薪15元。此次裁军共编余安国军将级军官40余人，校级军官1700余人，尉级军官11000余人，对于他们的安排处理，共分为三个方面：一、文化程度较高或较有战功者，送入东北讲武堂深造；二、愿当警察或地方官员者，送入东北各省市县政府分配工作；三、愿退伍者，发放三个月薪饷和退伍金，遣送回原籍。
张学良此举谈不上大刀阔斧军事改革，只是初步进行精兵，所谓“兵不在于多而在于精”，这个道理张学良还是很清楚的。百万大军没有十万精兵更有用，况且眼下的战争方式已进入机械化时代，人数众多但装备低劣、素质不良的步兵在战场上已无太大作用，反而劳民伤财、糜烂地方。但热河省保安司令汤玉麟并没有老老实实地贯彻这道命令，汤玉麟部带有明显的封建割据、自霸一方的色彩，汤玉麟也把热河省看成自己的私人王国，并不完全服从张学良。在此次的裁军中，汤玉麟获悉整顿缩编后的安国军只有20个步兵师和5个骑兵旅的番号后，便向张学良主动索要8个步兵师、3个骑兵旅的番号作为热河省驻军，这显然是严重超出比例的要求。但张学良暂时也不能动汤玉麟，最后由张作相、张景惠、袁金铠等人出面，同汤玉麟讨价还价，勉强压缩到了5个步兵师、1个骑兵旅的番号。按照这个编制，热河驻军应该人数在8万人左右，但汤玉麟根本没有缩减本部官兵，反而继续招募新兵，使得他这六个师旅的实际兵力超过12万，加上他巧立名目地设立的所谓屯垦部队、保安部队、警察部队、巡防部队等种种冠以其他名义的部队，汤玉麟的私人武装已经不下15万，成为东北内部的最大隐患。
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整个裁军工作持续到了11月份，11月7日，日本裕仁天皇正式即位加冕。各国纷纷派出特使代表前往祝贺，张学良在张作相的安排下，也派出莫德惠、王家桢为正副专使，前往东京参加裕仁天皇的登基大典。在东京期间，莫德惠、王家桢分别拜见了日本首相田中义一、陆军大臣白川义则大将、参谋总长铃木庄六大将等日本军政高层，就东北易帜问题反复商讨。田中义一等人虽然极不情愿看到东北易帜，也曾多方阻扰，或鼓动张学良继续战争，甚至是裂土独立，也试图煽动和引诱杨宇霆、张宗昌、溥仪等人颠覆张学良的权势，但都徒劳无果。同时，日本政界元老西园寺公望、宫内大臣牧野伸显以及田中义一的政敌近卫文磨、吉田茂、床次竹二郎等人都反对田中义一过于强硬激进的对外政策，不支持日本干涉东北易帜。因此，田中义一最后也只能无奈地表示“东北易帜确实是中国的内政问题”，这实际上意味着日本政府已经默许了东北实现易帜。
11月12日，平奉（北京至沈阳）铁路恢复通车，意味着关内关外重新展开了联系。
关于东北易帜的国内外各方政治捭阖，此时终于尘埃落定。11月20日，张学良和张作相在和南京方面及蒋介石交换过意见后，又在东北保安总司令部召开重要会议，决定于1929年1月1日正式举行东北易帜。随后，由于东北和关内在双方停战后已经实行通车，南京方面立刻动用了数列火车运输了三万面青天白日旗和三万幅孙中山遗像，星夜兼程地送入东北境内，由东北当局分发给东北四省各军政机关。张学良随后又命令沈阳、承德、长春、齐齐哈尔（黑龙江省此时的省会）等东北境内各大城市的印刷厂，连夜印刷十万面青天白日旗和十万幅孙中山遗像，囤积起来随时使用。
1929年1月1日上午，张学良身穿中华民国国民革命军陆军上将军服，意气风发地踏入奉天省府大礼堂里，举行盛大的易帜庆典。东北四省的军政官员济济一堂，南京方面派出方本仁、张群、李石曾、张静江作为国民政府代表出席典礼，除日本外，欧美各国驻沈阳的领事公使都受邀参加。庆典上，张学良神采飞扬地宣布，东北四省即日起正式归附国民政府，中国南北统一，实现和平。顿时，会场内掌声雷动，国内参加典礼的各方代表无不群情激奋。
宣誓仪式结束后，张学良又发表演讲，演讲稿自然是张作相、王家桢、王树翰等人给他写的，内容无非就是一些“拥护中央、维护统一、促进和平、谋求富强”的官样文章。不过，现场很多人都听得热泪盈眶，毕竟中国陷入南北内战（北洋政府和南方革命党）已经十多年，眼看山河破碎、内战频繁，无数的有志之士都望眼欲穿、心急如焚地等着真正统一的那一天，此时看到北洋政府终于寿终正寝，而国民政府也在名义上统一全国，无不欣喜若狂。但张学良则在心里暗觉好笑，他知道国民政府仅仅是在“名义上”统一了中国，接下来，关内地区该打的内战还是会继续打个不停，除了各地军阀之间的混战以及中央政府和地方割据势力之间的复杂争斗外，国民政府和国内的红色势力也要打得你死我活。因此张学良很是不以为然。
庆典过后，张学良、张作相、杨宇霆、杨尚清、张景惠、袁金铠、翟文选等东北的军政高层们联名向全国通电，发布“艳电”，宣誓服从南京国民政府，信仰三民主义之类的云云。此时沈阳、承德、长春、齐齐哈尔等东北各大城市，早已是鞭炮震天、欢声雷动，东北境内各层军政机关齐齐降下北洋政府的红黄蓝白黑五色旗，升起事先准备好的青天白日旗。各个学校、商铺、银行、工厂、医院、民房也纷纷悬挂青天白日旗。奉军在各地的驻军派出一支支连级部队，在城内巡逻以维持治安秩序，士兵们也人人手持一面青天白日旗，与民众共庆。在这一天，“东北上空尽是青天白旗日，万民欢腾、举国同庆”。
早就翘首以盼这一刻的蒋介石顿时心花怒放，分别以国民政府主席和私人的名义向张学良发来嘉奖电，同时，南京政府高层要员、国内各地的首脑人物也纷纷致电张学良表示祝贺。
下午，东北保安委员会和东北保安总司令部分别改组为东北四省政务委员会和东北四省军务委员会，都由张学良担任委员会主席；安国军（奉军）正式改编为中华民国国民革命军东北四省边防军，同时新成立东北边防司令长官公署，张学良宣誓就任东北边防军总司令和东北边防公署司令长官，同时兼任国民政府委员会委员、国民党中央常务委员会委员、国民党中央执行委员会委员这三项职务，位列中华民国陆军上将军衔。同日，奉天省改称辽宁省。
至此，东北四省全面实现易帜，这标志着统治中国近十七年的北洋政府宣告最后结束（从袁世凯于1912年3月10日就任大总统至1929年1月1日东北易帜），国民政府从此成为中国的全国性唯一合法政府。但中国的内忧和外患并没有就此而根除，甚至在接下来愈演愈烈。