杨宇霆一丝不苟地执行了张学良的命令，随后他在吉林省内反复勘察，把这两个兵工厂的新厂址分别安排在了松原县附近的查干湖畔以及濛江县附近的山林里，这两地的位置都比较偏僻，但附近有湖泊江河和煤炭铁矿资源，便于兵工厂就地取材和正常运转，外界与兵工厂的通道只有新建厂房时修建的一两条公路，也便于对外保密。随后的几个月内，奉天兵工厂和奉天迫击炮厂的机器设备、职员工人陆续迁移入吉林省境内，并以此为基础而新建起松原兵工厂和濛江兵工厂，前者主要生产火炮、迫击炮、炮弹，后者主要生产枪械、轻重机枪、子弹、手榴弹、炸药、炸弹、地雷。到1930年底的时候，杨宇霆又逐步按照张学良的命令，分别在四平县、公主岭县、长春市又建立了四平兵工厂、公主岭兵工厂、长春兵工厂。四平兵工厂用于生产坦克、装甲车、军用汽车（包括卡车、吉普车、摩托车等）、车辆发动机等；公主岭兵工厂用于生产飞机、航空炸弹、飞机发动机等；长春兵工厂则是军需厂，生产钢盔、军服、军靴、军用水壶、军用饭盒、工兵锹、工兵铲等军需品。这五座规模和生产力都亚洲第一、世界前列的兵工厂再加上位于沈阳和哈尔滨的前线兵工厂、军械维修厂，最终形成了东北的军工业体系。每座兵工厂内还建有军工学校、火炮研制局、枪械研制局、战车研制局、飞机研制局等军械兵器研制机构，用于培训军工人才和开发新式武器装备。而在一两年之后，张学良在东北境内又陆续建立了几座规模中等但科研生产能力更加先进的兵工厂和军工研制机构，用于研制和生产雷达、无线电台、导弹、火箭、潜艇、水面舰艇、细菌武器、毒气武器等更加尖端的现代化武器。在1930年底的时候，为了应付可能爆发的战事，四平兵工厂把大部分的人员和机器都转移到了沈阳北部十多公里的虎石台镇，建立虎石台坦克工厂。
陆军步兵的单兵装备也是重点，目前东北军步兵的装备比起国内还算可以，能够堪比国民政府的中央军部队，但是比起国外军队（主要是日军和苏军），差距还是不小的。在张学良的规划中，东北军的步兵部队将逐步实现“仿德式”装备，士兵统一佩带仿德国的M-1917式钢盔（M-17钢盔就是后来著名的M-35钢盔的前身。德式钢盔相比其他国家各型号的钢盔而言，对士兵头部的保护面积能达到最大，并且造型威武美观，士兵佩戴起来也比较舒适），同时配发铝制水壶饭盒、防毒面具，用牛皮短靴配合绑腿，东北军的陆军军装颜色统一为深灰色，分为夏冬以及春秋共三季服，冬天加发军大衣防寒，特种部队可以试验性地开始使用迷彩服，校级以上的军官配发礼服。东北军步兵目前使用的是步枪主要为六五式、七九式等，型号繁杂，口径不一。张学良命令东北的枪械兵工厂一边继续生产“辽十三式”步枪，同时研制性能更加优秀的新式步枪。东北陆军步枪所配置的刺刀为张学良啊亲自设计的“三棱刺刀”，这种仿制后期解放军56式枪刺的“三棱刺刀”刀刃分为三椎，且带有背部锯齿和侧面血槽，刺入人体内后能造成巨大的创伤，而且难以止血，杀伤力很大（反正以后主要是用来对付小日本的，也就不需要同畜生讲人道了），但在长度上则进行一定的加长，达到50厘米，使之能在肉搏战中能发挥出更大的作用。因为日军此时所普遍使用的是明治三十年式刺刀，该刺刀长达51.2厘米，反应日军非常重视白刃战。东北军既以日军为主要假想敌，且东北军也属于东方军队，因此在白刃战上不能输给日军。另外，东北军营长以上的军官配发手枪。至于冲锋枪、轻重机枪、掷弹筒、迫击炮、步兵炮、火焰喷射器等步兵武器，暂时也只能慢慢按部就班了。为了减轻后勤负担，除了重机枪、高射机枪、航空机枪外，东北军各式枪械的口径统一规定为7.92mm口径。
步兵的三大技能分别是：射击、拼刺刀、投掷手榴弹。手榴弹在实战中的作用是很大的，日军就是世界上最先重视和普及手榴弹的军队，这在日俄战争中发挥了重要作用。东北军的手榴弹暂时仿制日军此时的大正十年式手榴弹，就是那种外形像个柠檬、弹壳进行凹痕处理，并在弹头里装满钢珠铁砂的破片爆炸式手榴弹，而不采用德国的那种M1918式长柄手榴弹。因为那种手榴弹的手柄是木制的，浪费木材资源，同时那种长柄手榴弹的引信爆炸事件太长，甚至长达五秒以上，在战斗中经常发生双方士兵捡起地上嗤嗤冒烟但没有爆炸的手榴弹来回互相抛掷的情况，甚至会导致己方士兵反而被对方又扔回来的己方手榴弹给误炸。
其实张学良非常想让自己的部队装备两样在后世大名鼎鼎、威名赫赫且物美价廉、工艺简单的武器，一样是著名的“枪王”AK-47突击步枪，一样是解放军最著名的63式火箭炮。AK-47就不用说了，但他的设计者卡拉什尼科夫现在才过他的十岁生日，显然不能操之过急；至于63式火箭炮，只需一头驴就能拖动，九个炮管一个齐射，杀伤力极大，但苏联的“喀秋莎”火箭炮此时都没问世，张学良眼下就想着63式火箭炮，实在是高瞻远瞩得过了头了。
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军人的素质也是军队战斗力的关键所在。为了培养高素质的官兵和军事人才，张学良决定把始建于1909年且与黄埔军校、保定陆军军官学校、云南讲武堂合称为“中国四大军校”的东北陆军讲武堂进一步地发扬光大，将其建设为全国一流乃至世界先列的东北军校。张学良的计划是，把东北陆军讲武堂进一步扩建，总部仍然在沈阳大东区珠林路二十五号，但在东北其他地方设立分校，下辖步兵学院、炮兵学院、工兵学院、骑兵学院、水兵学院、航空兵学院、装甲兵学院、舰艇兵学院等，同时再成立士官学院和军官学院，扩大讲武堂的规模，以培养高素质的基层军官和中层军官，并以东北讲武堂的名义发行《讲武军报》给东北军各个部队，委派军校毕业生前往东北军基层部队担任“文化教导员”，让东北军的士兵们在战事训练之余学习知识、扫除文盲、提高素质，并增强政治思想觉悟，灌输“忠于领袖、忠于民族”的爱国思想，这样也就减少了士兵因为觉悟低而受蒙蔽，从而产生哗变叛乱事件等等。为了能彻底改掉旧军阀式军队的种种陋习，张学良又特地亲自拟定了“东北军的五大纪律和三大原则”，由宪兵部队来负责维护军队的纪律和风气。东北军的五大纪律是：
一、东北军在任何时候都不得将枪口对准本国人民，不得以任何方式欺压本国人民；
二、坚决服从上级的指挥，不得擅自行动，不得违背命令，不得抗命不遵；
三、东北军各部的任何官兵都不得沾染任何玷污军人荣誉的不良癖好；
四、与外敌交战时，不得主动投降；如果不幸被俘，不得向敌方泄露任何情报机密；
五、东北军任何部队在撤退时必须带走全部的伤员、带走全部阵亡官兵的遗体或遗物，如果没有执行这点，该部官兵一律处罚；在撤退时，武器装备如果无法带走，必须彻底毁坏。
东北军的三大信念是：忠诚、团结、荣誉
对于张学良制定的这“东北军的五大纪律三大信念”，参会的东北军将领们都表示赞同。
张学良接着又陆续制定和规范了东北军陆海空军的军歌、军旗、军徽。