1931年9月18日晚十时许，沈阳北郊柳条湖附近的一段南满铁路路轨被炸。关东军随即以此为借口，炮击东北军驻地北大营，次日清晨占领沈阳城。事后查明，爆炸是关东军参谋石原莞尔、板垣征四郎等人事先策划的。在这一夜之前，沈阳是东北最大的城市，是奉系政权的首府，也是中国与日本在东北相互竞争的前线。
三个沈阳
民国时期的沈阳，城市由三块互不统属的区域拼接而成。
东边是旧城。清朝入关前在这里建都，称盛京，城中心是后金与清初的宫殿，即今天的沈阳故宫。旧城方城八门，城外还有一道土筑的边墙。清亡以后，旧城是奉天省的行政中心，省署、衙门、商号和传统市街都集中在这里。
西边是满铁附属地。日俄战争结束后，日本从俄国手中接收了长春以南的铁路，1906年成立南满洲铁道株式会社（满铁）。铁路沿线的站场和附属用地由满铁管理，日本在其中行使行政权和警察权。沈阳的附属地以奉天驿为中心，这座红砖车站1910年落成，今天仍是沈阳站的站房。车站前的道路呈放射状展开，街道按日本方式命名，银行、商社、旅馆和日本人的住宅集中在这一带，水电、道路和卫生设施都由满铁统一经营。
两者之间是商埠地。1906年前后，清政府为抵制日俄独占，把奉天自行开放为商埠，允许各国商人在划定的区域内居住、经商。商埠地里有各国领事馆、洋行和中国人开办的工商企业，它在管理上属于中国，是旧城与附属地之间的缓冲。
三个区域各有各的警察、税收和规章。一位商人从旧城走到奉天驿，要经过中国官府管辖的街道、外国领事馆林立的商埠地，再进入日本人管理的附属地。
奉系的首府
1916年，张作霖出任奉天督军兼省长，此后逐步统一东三省，沈阳成为奉系政权的中心。张作霖的官邸在旧城内，即今天的张氏帅府，院落包括中式三进四合院、1922年落成的大青楼和小青楼。大青楼是一座罗马风格的三层楼房，张作霖在一楼办公、会客，奉系的许多重大决策在这里作出。
奉系的实力建立在军队、财政和兵工厂之上。张作霖大力扩建东三省兵工厂，1920年代它已是全国规模最大的兵工厂之一，能够制造步枪、机枪、火炮和弹药。与之配套的还有迫击炮厂、被服厂和航空处，东北军拥有当时国内少见的空军和炮兵。奉系财政的支柱是东三省官银号和奉天票，奉票在关内战争期间大量发行，1920年代后期急剧贬值，给东北经济留下了沉重负担。
奉系也着手与满铁争夺交通。满铁控制着纵贯东北的南满铁路，奉系便自筹资金修建中国人自办的铁路，1927年通车的奉海铁路连接沈阳与海龙，此后又向北延伸，形成与南满铁路平行的线路，打算把东北内地的大豆和粮食引向中国人经营的港口。满铁对此强烈抗议，称之为「平行线」，铁路之争成为1920年代中日关系恶化的原因之一。
1928年6月4日，张作霖从北京退回东北，专车行至皇姑屯附近的京奉、南满铁路交叉处时被炸，当天去世。策划者是关东军高级参谋河本大作。张学良接掌东北，同年12月29日宣布东北易帜，服从南京国民政府。1929年，奉天省改称辽宁省，奉天市改称沈阳市。同年1月，张学良在帅府老虎厅处决了奉系元老杨宇霆和常荫槐，东北的权力完全集中到他手中。
东北大学
奉系的另一项事业是教育。1923年，奉天省长王永江主持创办东北大学，张学良后来兼任校长，投入大量资金，在城北北陵附近建起新校区，校舍规模和教授待遇在当时国内都属前列。
1928年，刚从美国宾夕法尼亚大学（University of Pennsylvania）学成回国的梁思成受聘到东北大学，创办建筑系，这是中国人在大学里开办的最早的建筑系之一。林徽因随同前往任教，陈植、童寯、蔡方荫等人后来也加入教学。一般认为东北大学「白山黑水」图案的校徽出自林徽因之手。1931年夏，梁思成离开沈阳，到北平加入中国营造学社，从事古建筑调查，建筑系由童寯主持。九一八事变后，东北大学师生流亡关内，辗转北平、西安、三台等地办学。
同一时期，京奉铁路在沈阳兴建新的总站，由杨廷宝所在的基泰工程司设计，1930年前后落成，就是今天的沈阳北站老站房。中国人自己设计的车站与奉天驿隔城相对，也可以看作奉系与满铁竞争的一部分。
事变之后
九一八事变当夜，张学良正在北平，东北军接到的命令是不予抵抗，北大营的第七旅在日军炮击下撤出营房。关东军一夜之间占领沈阳，东三省兵工厂连同库存的大批枪炮弹药、东北航空处的飞机都落入日军之手。此后数月，日军相继占领吉林、黑龙江，东北军主力撤入关内。
九一八事变后，日本扶植成立伪满洲国，定都长春，沈阳复称奉天，成为伪满的工业中心。以兵工厂为基础，日本在城西的铁西区大规模兴建工厂，机械、冶金、化工企业逐年增加，奉天成为日本在东北的重工业基地。
1945年8月，苏联红军进入沈阳，随后拆运了大批工厂设备。此后国民政府接收沈阳，1948年11月2日，辽沈战役结束，解放军攻占沈阳。1949年后，铁西区的工厂成为新中国重工业的起点之一。张氏帅府今天是博物馆，大青楼的楼梯和办公室按原样保存，北陵校区的东北大学旧楼群一部分今天仍在使用。
年表
- 1906年 满铁成立；奉天自开商埠。
- 1910年 奉天驿站房落成。
- 1916年 张作霖任奉天督军兼省长。
- 1922年 帅府大青楼落成。
- 1923年 东北大学创办。
- 1927年 奉海铁路通车。
- 1928年 6月皇姑屯事件；梁思成创办东北大学建筑系；12月东北易帜。
- 1929年 1月杨常事件；奉天市改称沈阳市。
- 1931年 9月18日九一八事变。
- 1948年 11月2日解放军攻占沈阳。
