对于东北的农业发展，张学良坚持“土改政策”，同时大规模地展开拓垦荒地，增加东北农业的种植面积，在这件事上，他虚心地征求了马寅初、刘大钧、何廉、方显廷、金善宝、张心一、董时进、汪国舆、崔步瀛、张贽等经济学家和农学家们的意见，确保这个政策能温和而彻底地贯彻下去。东北位处北方，气候较寒，因此东北的粮食农作物主要是小麦、大豆、高粱、玉米、甘薯、土豆等。东北地区坐拥中国最大的东北平原，且拥有一望无际的黑土地，平原辽阔、土地肥沃，因此只要政策合理，东北的粮食自足绝不是问题，在完全解决东北民众粮食问题的同时，还能大量囤积和大量出口，换来更多的资金以促进东北各项事务的建设。
而东北的工业发展，特别是关系到民生事业的轻工业和民族工业，张学良也是大力支持。在这方面上，张学良在政府主导的同时实行“市场经济”政策，鼓励民间资本企业自立发展，互相竞争、互相促进，形成百花齐放的局面，辽宁商会总会长杜重远既是新闻家，也是一位企业家、实业家，创办了著名的“肇新”派红砖窑业公司，出产的红砖质量优良，取代了传统的青砖。东北的商贾士绅如高崇民、阎宝航、卢广绩、金哲忱、金恩褀、王化一、梅佛光、李象庚、苏上达等人也都得到了张学良的重用。另外，张学良又大力引进了外资和技术人员。在获知中国的第一个灯泡是上海亚明灯泡厂制造的后，张学良立刻主动邀请该厂总经理兼工程师胡西园先生，请他在东北开设灯泡厂，并给予相关优惠政策；著名的化工实业家范旭东、著名的化学家和企业家侯德榜、著名的化工专家和化工实业家吴蕴初、著名的实业家卢作孚、著名的民族资本家、面粉大王、棉纱大王荣宗敬和他的弟弟、著名的实业家、慈善家荣德生等一批又一批中国此时的民族企业家们在张学良三顾茅庐式的热忱邀请下，纷纷来到东北大展身手或在东北开拓业务。范旭东和侯德榜后来在东北建成亚洲规模第一的制碱厂以及全国数一数二的精盐厂、氨酸厂、硫酸厂、硝酸厂等化工企业；胡西园的“亚”牌电灯泡迅速普及东北的千万家；吴蕴初在东北建立了全国最大、世界一流的味精厂、氯碱厂、耐酸陶器厂、氨硝酸合成工厂；等等。这些实业家和民族企业家的到来，确实快速地推动了东北的轻工业、化工业、民族工业的急剧发展。从客观上讲，这些企业家之所以在东北如鱼得水，一方面是东北时局稳定，给他们创造了良好的发展环境，二来便是张学良的大力支持和鼓励，使得他们的事业在这里呈现出鲜花着锦、烈火烹油的势头。
张学良掌管东北后，没有像张作霖那样雄心勃勃、意图入关争夺中原，而是把重点都放在了经济发展路线上。在张学良“高瞻远瞩”且真诚的努力下，原本濒临破产的东北民族工业和商业起死回生，使得东北在短短一两年内便成为全国工商业最为繁华发达的地方。其中，东北的化工业、轻工业、纺织业、榨油业、冶炼业等诸方面工业都雄踞全国之首，成绩骄人。张学良充分地利用了东北此时的和平环境，依靠他“超越时代”的目光和自力更生，大力鼓励东北的民族工商业发展，在东北逐渐形成了一整套全面而完善的资产经济体系和新的金融秩序，截止到1930年初的时候，东北民间的工商业固定总资产就突破了10亿银圆。张学良建立这套资产经济体系其规模之大、投资之少、速度之快、效益之高，在国内是独一无二的，使东北原本濒临破产的经济浴火重生并蒸蒸日上，也使东北的经济实力一日千里、高速腾飞。
在发展轻工业和民用工业的同时，张学良也没有忽视重工业和军工业。张学良的运气实在是好得天下无双，因为他在东北发展重工业的基础实在是得天独厚。东北不但是中国的粮仓和粮食生产基地，还是中国的能源基地、资源基地、工业基地，煤炭、铁矿、石油等工业的必须资源，在东北几乎是应有尽有（但东北缺乏橡胶）。张学良很清楚重工业是国家基础和命脉，因此他亲自成立东北金属公司、东北重型机器公司、东北能源公司、东北钢铁公司、东北医药公司、东北精密仪器公司、东北汽车公司、东北发动机公司、东北煤炭公司、东北石油公司、东北电力公司、东北有色金属公司等直属于东北政府的大型企业集团，组成了东北重工业的体系结构，但也允许民间私人发展重工业。张学良又先后聘请了李四光、竺可桢、靳树梁、宾步程、胡庶华、杨钟健、冯景兰、侯德封、袁复礼、李宪之、孙越崎、翁文灏等众多中国此时最优秀的地质学家、矿床学家、冶金专家、炼铁专家、资源专家、能源专家们担任这些大型企业的首席科学顾问，专门指导东北重工业的发展。这些科学巨匠们不负众望，推动了东北的重工业飞速发展。短短一年间，东北的抚顺煤矿一跃成为世界最大的露天煤矿，年产煤炭1800多万吨，东北钢铁公司在鞍山的分公司成为东亚最大的钢铁公司。鼎盛时期，光是鞍山钢铁工厂一年能生产100万吨钢铁（此时关内地区每年的钢铁产量总和才50万吨）。
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李四光、冯景兰、孙越崎、翁文灏等地质学家、能源资源学家后来根据张学良的“提点”，成功在黑龙江省安达县附近发现了中国第一座油田，不但彻底打破了中国“贫油国”的历史，并且这座油田还是中国第一、世界罕见的特大型砂岩油田，从而让中国的石油产业陡然间不但是零的突破，还一下子跃居世界产油国行列，这座油田后来被张学良给命名为“大庆油田”。大庆油田预计正式投产后，可年产原油超过1000万吨，并且根据李四光、孙越崎、翁文灏等专家们的科学评估，大庆油田的产油潜力非常巨大，年产油达到5000万吨只是时间问题。拥有了大庆油田，东北步履蹒跚的重工业和化工业的发展刹那间直飙云霄，张学良欣喜若狂，李四光等专家们也喜极而涕。实际上，中国的第一座油田正是孙越崎和翁文灏这两位能源资源学家于1941年在西北地区发现的，就是同样著名的玉门油矿。但无论是规模还是产油量，玉门都是远远不及大庆的。大庆油田被发现后，张学良让众专家低调保密，并命令以后的开采也施行军事化管理，以防敌对势力觊觎或破坏，因此大庆油田发现的消息并没有登上报纸。随后，张学良喜气洋洋地邀请范旭东、侯德榜、吴蕴初等化工实业家们前来大庆，加入东北石油公司，负责开采和炼制石油，继而再发展由油矿而衍生出来的氨厂、硫酸厂、电解碱厂、乙烯厂、塑料加工厂等石油产业化工厂，迅速促进东北化工业的从无到有并展翅飞速崛起。
除了大庆油田外，李四光等专家们随后又发现了辽河油田和松原油田，使得东北的产油量能达到2000万吨以上（1930年初的数字）。张学良对这三座至关重要的油田都派遣农统局的特工和最精锐的军警部队进行严格保护及保密。
军工业稳步且快速发展的同时，自然也带动了东北军工业和兵工厂的发展。
东北军工业总督办杨宇霆一丝不苟且巨细无遗地执行了张学良的重组东北兵工厂和扩大东北军工业命令，在1929年夏季的时候，东北原先的两大兵工厂：奉天兵工厂、奉天迫击炮厂，以及东北境内原先零散的军工业作坊都已经重组完毕。此时的东北共有五大兵工厂，分别是：松原兵工厂（火炮制造厂）、濛江兵工厂（枪械制造厂）、四平兵工厂（战车制造厂）、公主岭兵工厂（飞机制造厂）、长春兵工厂（军需品和军服制造厂），另外在沈阳和哈尔滨各建有一座单独的中型兵工厂和一座军械维修厂，在沈阳北部的虎石台镇拥有一座坦克研制工厂。这七座兵工厂加起来，按照1930年初的数字，共拥有机器设备1.3万部，兵工专家3000余人，工人2.8万余人，是全亚洲规模最大和生产量最大的综合性军工业，每月的军工业总开支达到300多万银圆，每月总计可生产大口径的火炮50多门、中小口径的火炮300多门、各型炮弹6.5万余发、步枪7000多支、子弹2000万发、轻重机枪1200多挺、炸药1.5万吨。
东北军工业和兵工厂的扩大，一靠张学良的重视和投资，二靠杨宇霆的呕心沥血，三靠越来越多的人才。顾维钧带着张学良的给他的任务和巨资前往欧美后，很快就给张学良源源不断地送来的大量的国外人才和中国在海外的人才。对于东北的军工业来说，首推人物就是刘先志和他的弟弟刘来志。刘先志是卓越的力学家、机械学家、工程学家、火炮专家、穿甲弹专家、兵器学家，早年留学德国并担任过德国克虏伯兵工厂的副总工程师，是此时中国极其难得的军工业巨擘，他的弟弟刘来志也是十分出色的军工专家。顾维钧到德国后，没费什么力气和口舌，就把这对张学良求之不得的军工宝贝给送来了。张学良大喜过望，立刻任命刘先志为东北兵工厂的总工程师，协助杨宇霆建设和发展东北的军工业，刘来志也进入松原兵工厂担任火炮设计工程师。另外，顾维钧还给张学良又送来了中国此时最杰出的潜艇学家、船舶工程学家王荣璸、中国在民国时期第一个探索制造直升飞机的航空学翘楚朱家仁、曾制造出中国第一架飞艇的机械学家谢瓒泰等精英专家。张学良顿时乐得几乎走路都不知道先迈哪条腿，立刻重金聘请这些专家进入东北兵工厂工作。除此之外，在东北高等学府里担任教授讲师的靳树梁、宾步程、胡庶华等一批冶金学家、机械工程师、军械专家也兼职在东北的兵工厂内工作。这些人才，使得东北的军工业和兵工厂呈现如火如荼、一日千里的发展势头。