……即使向北满进兵，苏联目前也不至于干扰。苏联正竭尽全力整顿国内事务。所以，在此时如不彻底解决满蒙问题，以后再没有指望了。现在正是绝好的机会！”石原更进一步说：“占领整个满洲后，日军立即把治安维持好，然后把满洲从中国分离开来，由满洲民众建立新的政权，作为独立国家，实行王道政治。日本如放弃以往的权益主义，用协和精神行事，民众必将追随而来……为了平定整个满洲，目前希望向中央要求增援三个师团的兵力。或许政府会提到军费等问题，但只要新政权建立起来，用间接税及其他税收，是能解决的。总之，可以靠自给自足。”在石原莞尔的花言巧语之下，一心想“立功建勋”的本庄繁终于被说服，表示同意扩大出兵规模，并向军部要求增派三个师团。
十九日下午五时四十分，关东军以本庄繁名义给陆相和参谋总长拍发了要求增兵的电报。下午六时左右，关东军收到陆相与参谋总长的回电训令。陆相电文：“帝国政府已决定实施不使事态扩大的方针。关东军的行动希据此精神妥善处理。”
参谋总长电文：“对关东军此次行动虽予肯定，但以后行动应本政府方针，希注意不使扩大。”
原本准备前来支援的驻朝鲜日军司令官也来电称：“本职虽再三上报提出建议，但参谋总长禁止派遣增援部队。”
当时，驻朝日军飞机已经起飞，地面部队被限令停止在朝鲜新义州以南地区，准备待命。中央“不扩大”方针的训令和对已经出动的驻朝日军所下的停止行动的命令，使本庄繁及幕僚的情绪大为沮丧。二十日下午，驻朝日军参谋金子中佐秘密前来联络，表示：“若吉林、间岛（延吉）方面形势不稳，朝鲜军则有所借口，不待中央训令即可越境。所以，今后朝鲜军的动向，完全取决于吉林方面的形势。”石原莞尔当即主张出兵吉林，已不知如何是好的本庄繁采纳了石原莞尔的建议，决定出兵吉林，并立即向驻朝日军司令部发了关东军将出兵吉林的电报。三个小时后，才向陆相和参谋总长发了报告电。很明显，这是先斩后奏。
二十一日中午十二时零二分，关东军收到朝鲜军司令官电报称：“我军已独断决定出动混成第三十九旅团。”石原莞尔得知这一消息后，更加坚定了侵略决心，急不可待地渴望进攻吉林的多门师团的战况。
多门师团轻易就开进了吉林城。当时，吉林省主席张作相在家乡锦州服丧未归，参谋长熙洽代理省长职务，在多门师团长的威逼利诱之下，熙洽宣布吉林省“独立”，与南京政府脱离关系。
继九月二十四日吉林宣布“独立”之后，哈尔滨的张景惠在日本特务机关的策动下，于二十九日发表了哈尔滨特区的“独立”宣言，哈尔滨也成为日寇的控制地。九一八事变后，东北军退守锦州，重组东北政府，准备以锦州为基地，抗击关东军的进攻，锦州因此成为关东军的“眼中之钉”。
由于日本中央军部限制事态范围的命令，关东军无法立即向锦州进攻。不过，石原莞尔一向知道怎样制造借口。十月八日中午，他亲自命令航空参谋冢田少佐，率航空队轰炸了锦州郊区铁路西侧的兵营。当一位参谋吃惊地问他，竟然轰炸了锦州，他却不屑地说：“没有向锦州扔炸弹，是郊外的兵营。”随后又说：“无论怎样软弱的锦州政府，用六七十颗二十公斤重的炸弹，也是炸不垮的。我的想法只不过是借此扫除政府的不扩大方针及国际联盟的干预！”石原莞尔企图扩大侵略，“一举拿下东北”的野心是多么明显！
日本政府企图通过外交手段迫使张学良的东北军撤出关外。但是，日本政府的无理要求被中国政府拒绝。同时关东军在东北不断地扩张，致使两国外交谈判最终破裂，后继内阁因而被迫总辞职。
对此，石原不以为忧，反倒对后继内阁寄予希望。犬养毅就任首相出面组成新内阁，森恪任内阁书记官长，荒木贞夫任陆相。
关东军幕僚们一致认为，不扫除占据锦州的东北军，就不能完全夺取东北。新内阁成立后，石原莞尔等人立即给参谋总长和陆相发电报，提出进攻锦州的重要性。
十二月十五日，被软禁的原奉天省省长臧式毅在石原莞尔、板垣征四郎的威逼利诱之下，宣告奉天省“独立”，并就任“省长”。
十二月十七日，关东军致电陆相和参谋总长，报告进攻锦州计划。当天傍晚，收到了参谋总长的回电，军部将为攻取锦州增援一个混成旅团、一个坦克队、一个榴弹炮大队，于二十六日至二十八日在大连登陆。另外，天津驻屯军也将增派两个大队兵力支援。
十二月二十一日，关东军对锦州发起攻势。但是，在东北军的坚决反击下，直至一九三二年一月，仍未攻下锦州。石原莞尔等人不得不调整作战部署，让刚从朝鲜派来的装备精良的第二十师团接替多门师团。日军在优良装备和兵力之下，于一月三日上午十时，攻进锦州城。
一月下旬，关东军发动对哈尔滨的进攻，二月五日凌晨，攻入哈尔滨。至此，日军基本上控制了奉天、吉林、黑龙江三省。为了巩固日本对东三省的殖民统治，又减轻中国人民的抵抗，石原莞尔等人开始筹划炮制一个傀儡政权。
奉天、吉林、黑龙江三省的“省长”在关东军的支持和威迫下，于一九三二年二月十六日在沈阳召开了所谓的“建国会议”。翌日，宣布成立“东北行政委员会”，并发表所谓的《独立宣言》，公开筹建“满洲国”。
日本侵略者攻入锦州后的得意情形石原莞尔一面在东北炮制“满洲国”政权，一面就“满洲”事宜，专程返回东京，汇报情况，声称：
一、“满蒙”问题的解决，不应只顾眼前的利益，必须考虑到世界形势的演变和东亚的未来而加以妥善处理。
二、为使苏联放弃进攻远东的企图，确立不败之国防，必须从中国开始实现东亚各民族间的真正的大同团结。
三、作为第一步，必须使“满洲国”成为理想之乡。新建立的“满洲国”，既非中国之失地，也不是日本的领土，而是日中两国共同的独立国家，同时也是各民族协和的理想之乡。四、为获取区区权益，想以权势压迫汉民族的做法，等于重蹈招致三千万民众怒恨而崩溃的张学良之覆辙。
五、在满洲的日本人，应该白手起家，与各民族共处，通过公开的竞争来确立自己的生存权。“满洲国”成立的同时，必须立即废除治外法权、满铁附属地行政权等特权。用法律保护日本人的特权，将会助长日本人的优越感，造成与其他民族间的不和，且导致日本人的堕落。
石原莞尔的意见，暴露出他长期占领我东三省的阴谋。石原将这些意见向军部和政府作了说明，获得了日本国内军政高层的一致赞赏和支持。
三月一日，“满洲国”《建国宣言》发表。九日，在长春举行“建国”仪式，溥仪就任“执政”。“满洲国”的建立，标志着石原莞尔谋划已久的侵略东北、以战养战的图谋的实现。同时，他被论“功”行赏，一九三二年八月，石原莞尔被晋升为大佐军衔。
刚刚晋升为陆军大佐的石原莞尔，一九三二年八月八日奉调回国，担任兵器本厂厂附。一九三三年八月一日，石原莞尔转任第二师团步兵第四联队联队长。这时的石原莞尔抓住一切机会鼓吹他的“南进”计划，还写了一篇《由军事上看皇国之国策及国防计划纲要》，提出具体的侵略策略：“以迅速巧妙之手段使中国本部归我支配、以日、‘满’、华三国为基本范围实行自给经济”，为“日美大战”做好准备。
一九三五年八月一日，石原莞尔出任参谋本部作战课课长。任职期间，他不遗余力地制订策划日本侵略国策大纲，提出了“扩充日满经济力量，加强扶植‘满洲国’，增强大陆兵力，建设无敌空军”的具体计划，为扩充日本侵略实力出谋划策。
一九三六年六月上旬，参谋本部新设指导战争及判断战争形势为主要任务的作战课，石原莞尔担任该课课长。六月三十日，以石原莞尔为首，参谋本部形成了一份《国防国策大纲》。七月，以此大纲为指导，他又主持制订了《战争准备计划方针》。八月，制订了《对苏战争指导计划大纲》。这一系列的作战大纲和具体计划，勾勒出了日本侵略行动的“蓝图”。一九三七年三月一日，石原莞尔晋升为陆军少将。
七七事变后，日本帝国主义发动全面侵华战争。一九三七年九月二十七日，石原莞尔被任命为关东军副参谋长，当时担任关东军参谋长的是东条英机。二人早有间隙，而且石原莞尔十分不情愿给资历相仿的东条英机做副手，两人关系紧张。石原莞尔对东条英机经常冷嘲热讽，多次当面称呼东条英机是“亲爱的傻瓜”。心胸狭窄的东条英机当然采取各种手段压制、打击石原莞尔。石原莞尔在关东军任职不到一年便待不下去了，只得称病回国。
预备役时的石原莞尔一九三八年十二月五日，石原莞尔出任日本舞鹤要塞司令官。一九三九年八月，调任驻守京都的陆军第十六师团师团长。在此期间，石原莞尔出面组织了所谓的“东亚联盟运动”。这个运动以日、“满”、华相互提携为幌子，建立所谓的“三方提携”的东亚联盟。这个联盟自然以承认“满洲国”为前提，日本是东亚的保护者和指导者自然居于“盟主”地位。他的险恶用心明显就是要使日本控制中国，使中国彻底沦为日本的殖民地，对他个人利益而言，组织“东亚联盟运动”则可以为自己捞取政治资本，东山再起。不过，东条英机的排挤粉碎了他的迷梦。
一九四零年七月，东条英机出任近卫内阁陆相后，促使内阁于一九四一年一月宣布“东亚联盟运动”为非法组织。三月一日，东条英机以此为借口解除了石原莞尔担任的第十六师团师团长职务。三月三十一日