经过宋子文多方努力和争取，1931年9月30日国联理事会终于作出决议：要求日本政府于当年10月10日前“将其军队从速撤退至铁路区域以内”。日本政府当时宣布接受国联理事会的决议，但又以“中国政府不能担保东北日侨生命财产之安全”为理由，拒绝撤兵。于是，国联对此调解受阻。
而南京政府对“国联结果，道德上固属胜利，实际成为僵局”深感忧虑。为此10月初，国民党政府成立对日交涉特种外交委员会，宋子文任外委会副会长。随即为研究对日外交方针，宋子文连续召开了一系列会议，商讨对策……
1931年10月14日，宋子文召集外委会的成员顾维钧、颜惠庆等开会。
10月15日，宋子文邀请蒋介石、戴季陶、顾维钧等人再度开会，继续讨论对日政策。
10月间日，外委会议确定了对日交涉的预备方案即：由国联监视之下，日军退出占领区，中国将来一切交涉必须在国联照拂之下进行，交涉地点在日内瓦或欧美各地；中日将来一切交涉必须在国际公约原则--亦即尊重中国领土行政之完整。门户开放、机会均等，为维持东亚和平计，不得用武力行使国策下进行；日本政府必须负此次出兵责任；无论日本提出任何条件，中国皆有保留修正及另行提案之权。当时此项方案中强调“门户开放，机会均等”，实际是为了讨好英美等国，希图借英美的力量压制日本。
1931年10月24日，国联理事会采纳中国提案并通过一项新的决议：要求日本政府于当年11月6日前撤兵完毕。当即日本投反对票，拒绝接受。宋子文闻讯，再次邀请外委员成员顾维钧、颜惠庆、邵元冲、孔祥熙等人开会商讨对策。会后决定发表宣言和声明：“相信日本尊重世界公意，于11月6日前将军队撤尽，其他问题可循序进行”，以保留与日本继续接洽的余地。
但是日本侵略者竟置国联决议及中国政府的提案于不顾，于当年11月22日，又向锦州发动进攻。11月25日，有人向国联提出“划锦州为中立区”的建议，由英、法、意等中立国军队据守，日军于“中立区”成立后15日内撤出占领区。同时宋子文亦召集外委会讨论锦州问题。当时宋认为锦州若能保全，则日本尚有所顾忌，否则东北难保。但由于英、法、意等国不肯提供军队据守“锦州中立区”，以及日本提出划锦州在日本管辖区以内的要求，国联理事会于12月1日决议放弃“锦州中立区”计划，并要求中日双方维持现状。而待南京政府依靠国联调解计划破产后，1931年12月8日，宋子文、顾维钧致电张学良，请勿抽调其驻锦州部队入关，以坚守对日防地。
1932年1月，国联成立调查团，准备赴中国东北进行实地调查。调查团由英、美、法、德、意5国组成，由英国代表李顿任团长。当时，调查团赴中国东北却并非为了彻底阻止日本侵略，使之退出东北，而是企图使东北由日本独占而变为由国际共管。
日本占领东三省之后，便开始策划成立伪满洲国，使东三省成为日本的殖民地。为了转移国际舆论和中国人民的视线，1932年z月日本帝国主义又在上海发动了“一二八”淞沪事变。对于日本帝国主义的又一次侵略行径，当时的蒋介石仍然不予积极抵抗，仍希望能依靠国联干涉，得到和平解决。是年1月30日，蒋介石发表《告全国将士电》。
在当时那段日子里，宋子文坚守上海，并从外交交涉转移到实地抗战，二者兼顾。
1932年2月6日，驻上海英国海军司令克莱拜访宋子文，提出中日停火及划定和平区等办法，并表示愿与顾维钧、郭泰棋洽谈。当天下午，宋子文召集顾维钧、郭泰横、孔祥熙、吴稚晖等开会讨论克莱所提各种办法。十九路军总指挥蒋光鼎列席了会议。会议认为沪案不宜单独解决，应接受英美调停办法的全部，并乘机谋得中日问题的解决。2月7日，克莱偕英国领事到宋宅续商双方停战退兵事宜。克莱“注意上海租界之安全，欲谋上海问题之局部解决”；但因宋子文等坚持上海问题为中日问题之一部分，须遵循英、法、美、意等国提案来处理，以致最后形成了僵局。
然而宋子文这一主张却与蒋介石的方针相违背。当时蒋希望上海问题先解决之后，再谈其他问题。因此同年2月8日何应钦致电宋子文，指责说：“昨英海军司令在沪会商调解，闻诸同志中多主张……连同东三省问题整体解决，以致毫无结果，失此斡旋良机，深为可惜。请兄等在沪诸外委，从速先求停止战争。”
但当时蒋介石还没来得及给宋子文以新的指示，2月18日，上海日军司令植田谦吉、总领事村井仓松即分别向十九路军和上海市政府发出了最后通碟，限中国军队20日下午5时前撤退。中国方面当然不予答应。于是3月1日，日军向上海中国驻军发起全线进攻。
当日天亮后不久，大片大片的火光掠过天空，铺天盖地的炮火撕裂了晨霭，在震耳欲聋的坦克和装甲车的重压下，碎石铺成的路面惊惶不安地颤动着。一只只漆着太阳旗的飞机贴着海面飞来，抖抖翅膀，扔下一颗颗重磅炸弹；停泊在黄浦江上的日本军舰也一齐开火。顿时战火弥漫，大上海的天空，一片燃烧的天空。
大上海保卫战开始了。