九月二十日夜，沈阳城内的枪炮声暂时稀疏下来。日军连续两昼夜的进攻未能突破独立第七旅和公安总队据守的老城防线，多门二郎不得不重新调整部署，将刚抵达沈阳的增援部队编入攻城序列。
与此同时，顾长柏的指挥车已经停在了沈阳以西一个小站的侧线上，车厢里挂满了地图，参谋们进进出出。
张少帅的电报刚刚送到他手上：“承烈兄，辽宁所有部队归你指挥，包括第七旅、宪兵部队及重炮第八旅，不必再报我。”
顾长柏随即拿起电话，接通了正在铁岭休整的梁忠甲：“第十五旅原地休整一天，补充弹药，伤员后送。休整完毕后向北机动，抢占四平街，控制铁路、卡住关东军从长春南下增援的咽喉就行。然后构筑纵深防御工事，每一个从长春方向过来的日军兵员、每一箱弹药，都不能让他们顺顺当当到沈阳。”
梁忠甲在电话那头应了一声“明白”，挂断电话就转身去布置了。
与此同时，分散在辽西各地的部队都接到了命令。
驻锦州的独立第十二旅张廷枢部约九千八百人，是辽西核心守备旅，他们接到的命令是坚守锦州、葫芦岛一线，控制辽西走廊。
驻兴城、盘山、打虎山一线的独立第十九旅孙德荃部约九千五百人就地编入辽西防线，主力则向沈阳方向靠拢。
原驻郑家屯的独立第二十旅常经武部约一万人，被顾长柏直接调入沈阳作战序列。
骑兵第三旅张树森部约三千七百人，负责辽西辽北侧翼机动作战与警戒，已在沈阳以西展开搜索线，防止日军从侧翼渗透。
最让顾长柏看重的是重炮第八旅刘翰东部。
这支约三千人的部队是关外少有的重炮兵力量，下辖两团共装备三十二门辽造十四年式一百五十毫米重型榴弹炮，最大射程约八点八公里，可发射杀伤榴弹和爆破弹，对土木工事与步兵集群压制能力极强。
九月二十日接到命令时，该旅正在阜新驻防，距离沈阳约两百公里。刘翰东二话没说，立即组织全旅编组军列。平板车上的三十二门重榴弹炮被篷布和伪装网严密覆盖，炮兵们坐在弹药车厢里，随着列车向东疾驰。
顾长柏特意让参谋本部协调了沿途的铁路调度，所有民用列车一律为炮旅让路。
次日傍晚，军列在沈阳以西的小站缓缓停稳，刘翰东跳下车厢立正敬礼。
顾长柏指着地图上标注的日军城外阵地，把重炮第八旅安排在了浑河以南一处隐蔽的反斜面阵地，炮口对准了日军在沈阳城南的兵营和炮兵阵地。
从辽阳、海城到大石桥、营口，再到安东、本溪、抚顺、公主岭、四平，日军已经控制了辽南辽东和吉林南部的所有重要城镇。
但辽宁的核心沈阳一线依然在中国军队手中。
从锦州到沈阳的北宁铁路仍然畅通，从阜新赶来的重炮第八旅已经进入阵地，从锦州转场的东北空军正不停起飞侦查袭扰。
关东军的海上生命线刚刚挨了一顿炸，码头和油库还在冒烟，铁岭的守备第五大队几乎被全歼，多门二郎不得不面对一个令他极度不安的现实：他的第二师团本可以像在其他方向一样势如破竹，现在却被堵在沈阳城下了。
几乎同一时间，蒋校长在过去的四十八小时里，处置方式可以概括为三件事：认定国力不足，必须避战；电令全国克制，严禁反日运动；寄希望于国联调停，不主张军事对抗。
九月二十日当天，他致电全国各地方军政长官，明确要求维持地方秩序、保护在华日侨，防止民众爱国行动成为日军扩大侵略的借口。
正式的国联申诉和对日部署，要等他返回南京之后才能落地。
可是前线已经打起来了，他还在求和，甚至他亲自发电给顾长柏让他暂缓反击。
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蒋校长一连给顾长柏发了十几份电报，大意都是沈阳冲突正由政府通过外交渠道严肃交涉，为避免事态扩大、授日方以口实，前线各部宜暂缓反击行动，维持现有防线即可。
顾长柏一次性把这些电报看完之后，猛地往桌上一拍。旁边的几个参谋同时抬头，手里的工作都停了。
“他这是瞎指挥！”顾长柏站起来，背着手在车厢里来回踱步，“几万大军已经展开，重炮旅进入了发射阵地，第七旅在城里扛了两天，梁忠甲正在往四平方向急进，现在叫我停？日本人的炮弹还在往沈阳城里砸，我停了人家停不停？”
他把蒋校长的电报揉成一团扔掉，走到地图前，用铅笔敲了敲沈阳城南的日军阵地，“国联要是能挡住关东军，我现在就回南京请他吃饭。军令可以等，战机等不了。”
他重新拿起电话，语气恢复平静：“刘旅长，重炮第八旅准备就绪后按原定计划开火，优先打掉日军的野炮兵阵地。告诉王以哲，准备配合反攻。”
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三天进攻下来，多门二郎脸色铁青。单纯步兵冲锋在独立第七旅的轻机枪火网面前伤亡惨重，突击队每次冲到城墙下都被侧射火力压得抬不起头。他不得不改变战术，把全师团的炮兵全部集中起来重新编组，准备用重炮轰开沈阳城防。
核心火力是野炮兵第二联队的十六门明治三十八年式七十五毫米野炮，这是关东军唯一成建制的野战炮兵单位，最大射程超过八公里。
临时从旅顺调来的野战重炮兵大队装备了八门三八式一百五十毫米榴弹炮，作为战役级压制火力部署在城南高地上。
而两门早已秘密运抵奉天的四五式二百四十毫米重榴弹炮更是被日军寄予厚望，这种单枚炮弹重约二百公斤、最大射程约十公里的攻城巨炮，是事变前专门从日本本土拆运过来的，炮口早已预先校准瞄准北大营和沈阳城墙。
他计划在火炮集中之后再发动一次反攻。
与此同时，第七旅战车队和东北边防军总部直属特种车队的二十六辆雷诺FT-17轻型坦克和NC-27改进型坦克正在集结。
这些铁疙瘩排成楔形队形，履带碾过被炮火炸碎的水泥路面，正准备进攻前的集结。