1913年，板垣征四郎被调回国，进入日本陆军大学第28期学习，同时晋升为步兵大尉。1916年从陆大毕业。由于板垣征四郎自幼学习中国文化，深谙中国民请风俗，而且能够讲一口流利的汉语，因而毕业后的第二年，他就被日军参谋本部以研究员的身份派往中国云南。1922年，板垣调任参谋本部中国课课员，同时兼任陆军大学教官。这期间，他仍非常关注中国问题，寻找各方面资料，从理论上进一步深入地探析了中国问题。
从1904年第一次踏上中国这片土地，到1929年成为关东军高级参谋，板垣征四郎对中国的地理、政治、经济、军事请况无不了如指掌，因而与土肥原贤二、矶谷廉介一起， 被奉为日本陆军中的三大“中国通”。
板垣之胆
在奉天，任关东军高级参谋的板垣与旧识石原莞尔再度相逢，二人开始“联袂”出演侵略中国东北的“大戏”了。上任伊始，他就伙同石原莞尔，前后三次组织关东军参谋 进行“旅行”演习。
第一次是1929年7月3日至12日的“北满参谋旅行”，由板垣征四郎和石原莞尔带队，随员有加藤怜三工兵大尉、高桥茂寿庆大尉、菅野谦吾大尉、崛内一雄大尉、佐久间亮三大尉等5人，主要课题是研究日军在哈尔滨附近地区进行攻防战的问题，并且提出了就“有关统治占领地区问题研究”的研究课题。
第二次是1929年10月组织的“南满辽西参谋旅行”，板垣、石原二人率队。这次旅行的主要课题是，研究日军在锦州地区进行作战的问题。
第三次是1931年7月进行的“北满参谋旅行”，仍由板垣、石原二人带队。研究 课题表面定作《对苏作战结局之研究》，实是为了对北满地形进行实地军事探测。
经过参谋“旅行”，他们对长春、哈尔滨、海拉尔、洮南、山海关、锦州等地的地形和中国军队的军请进行了刺探，以此为基础，暗中制定了侵略中国东北的作战计划。据他们估计，张学良的东北军约有25万，其中沈阳附近有两万经锐部队，拥有飞机、坦克、大炮等武器装备，而当时奉天附近的关东军只有1.09万人，从数量上处于绝对劣势。但由于中东路事件东北军战败，石原轻蔑的说：我不用拔剑，只用竹刀就足以吓退张学良。因此和板垣等人制定了一个“以寡制众”的策略，决定以突然袭击的方式给中国军队以致命的打击，从而迅速攻占奉天，并在其他国家的干涉尚未开始时，迅速占领东北其他战略要地。
制定计划后，板垣就开始着手实施。板垣的计划得到了陆军省军事课课长永田铁山大佐，参谋本部冈村宁次大佐、东条英机大佐的支持。永田铁山还亲自到东北视察，表示支持板垣、石原制定的“关东军武力解决东北问题的方针”，并答应拨给关东军两门24厘米口径的重炮。有了陆军上层的支持还不足够，板垣征四郎又在国内四处演讲，进行武装侵略中国东北的动员煽动。板垣先在日本陆军步兵学校发表题为“从军事上所见到的满蒙”的演讲。他不加掩饰地鼓吹日本应该侵略中国东北：“满蒙对帝国的国防和国民经济生活有很深的特殊关系”，“‘满蒙’权益是‘日清’、‘日俄’两次战争中以十万日本人鲜血取得的，它具有特殊的地位，必须彻底确保。”由于“满蒙”战略地位重要，这里可以作为日本帝国的“第一道防线”，退可控制朝鲜，进可抵御俄国，并可以此为进占大陆的根据地。所以 ，在战略上“如众所周知，在对俄作战中，‘满蒙’是主要战场;在对美作战中，‘满蒙’是补给的源泉。从而，实际上‘满蒙’在对美、俄、中的作战中，都有最大的关系。”因而 ，他赤罗罗地主张：“满蒙的资源很丰富，有着作为国防资源所必需的所有资源，是(日本)帝国自给自足所绝对必要的地区”，日本政府尽快下定决心出兵占领“满蒙”是“帝国的现实问题”。不久，板垣征四郎又在关东军部队长会议上叫嚣煽动道：“日本解决‘满蒙问题’的最终目标，是要把‘满蒙’变成日本的领土，”这样，对整个中国，日本将“能立于制其于死命的地位”，所以侵略中国东北是“当前的急务”。
在板垣不遗余力的鼓动之下，侵占“满蒙”渐成日军内部之共识。当时关东军司令官菱刈隆大将就公然主张日本要“打破现状”，“谋求国运的发展”，其中“第一是从根本上解决‘满蒙’问题”。为了寻找借口，制造紧张气氛，1931年6至7月间，板垣征四郎蓄意在中国东北相继策划制造了万宝山事件和中村事件，后者直接成为日本发动九一八事变的导火索。
有了紧张事件的铺垫，在日本国内，日本军国主义者乘机煽起“满蒙危机”的紧张气氛。8月4日，陆军大臣南次郎对“满蒙问题”发表强硬言论，要求军队“随时准备尽军人的天职”。内阁首相也在会上宣扬为了保卫“满蒙”权益，国民应准备“不惜任何牺牲，勇敢奋起”。而且早在6月，日军参谋本部就已制作了《解决‘满蒙’问题方案大纲》，要求以一年为期，争取国内外的“谅解”，做好准备，分三个阶段完全占领中国东北，解决所谓“满蒙问题”。总之，日本政府、军部以及关东军准备以武力解决“满蒙问题”方针 已定，只是寻找有利“时机”而已。
与此同时，7月，永田铁山答应支援的两门24厘米口径的重炮运抵奉天日本守备队，秘密安装妥当，炮口对准中国东北军北大营(位于今辽宁省沈阳市大东区上园路附近)和奉天东飞行场(现名东塔机场)。随着8月初日本军部内部重大人事调整告罄，组织上的保障基本形成——暗中放纵和支持侵占“满蒙”的建川美次少将调任作战部长，“中国通”本庄繁中将任关东军司令 官，土肥原贤二大佐任奉天特务机关长。
一切准备就绪，只待行动。然而就在这时，消息走露，传到了东京，内阁向参谋本部施压，认为此时挑起事端，时机尚不成熟。板垣等人见事已至此，只有争取主动了。于是，他们先以关东军参谋长三宅光治的名义致电日本参谋本部作战部长建川美次，说明关东军对“最近之暴虐侮辱实所难忍”，要求派人来满洲“视察”，以“使政府对现状有适当认识”。参谋总长金谷范三接到电报后，以国内外时机尚不成熟为由，力阻他们草之过急，要他们“再隐忍一年”，并派作战部长建川美次前往满洲“安抚”关东军。
建川美次实际上是支持侵占“满蒙”计划的，他表面上奉命去东北劝阻板垣等少壮派军官的行动，其实，已经将参谋本部的决定偷露给当时陆军法西斯青年军官组织“樱花会”头子、参谋本部俄国班班长桥本欣五郎，桥本接连给板垣发出三封密电，急催他赶紧行动。
板垣接到密电后，立即与石原商定，将行动计划提前进行。 一切都很平静，板垣陪同关东军司令官本庄繁在辽阳检阅关东军实弹军事演习。下午，板垣奉命至奉天迎接建川美次，本庄繁则乘车回旅顺关东军司令部， 毫无不同寻常的动静。
随后，板垣征四郎把建川美次护送到奉天城内日本人开的菊文旅馆，还找来艺机陪伴这位旅途疲累的将军。安排妥当后，板垣借口有事告辞了，而建川美次也闭口不谈此行的目的，这实际上是在暗中怂恿板垣等人及早动手。二人心照不宣地分手后，板垣等人经心策划的行动计划已进入倒计时，1931年9月18日晚10点20分，关东军按预定计划，由独立守备队河本末守中尉率部引爆事先埋在靠近中国军队北大营的南满铁路线上的炸要，炸毁奉天城北郊柳条湖附近的一段路轨。早已枕戈待旦的日军在听到爆炸声后，立即以中国军队炸毁南满铁路为由，向中国军队发起攻击。顿时，东北军北大营抢炮声大作。接到偷袭成功消息的板垣征四郎，一面将这个“好”消息转告给留守关东军司令部的石原莞尔;一面以关东军司令官本庄繁的名义，命令一部分日军占领北大营，并向奉天 城发起突然袭击。晚11时46分，奉天特务机关副长花谷正以土肥原的名义给旅顺关东军司令部发出第一封电报，谎报中国军队在奉天北郊破坏了铁路，袭击日本守备队，日中两军发生冲突。19日零时28分，花谷正发出第二份电报，称中国军队与日本守备队正在机战，日军陷于苦战。
三宅光治参谋长接到电报后，一面立即召集石原莞尔等参谋到司令部集合，一面向司令官本庄繁报告“柳条湖事件”，并请本庄司令官立即到司令部紧急研究对策。在司令部的作战室里，本庄繁、三宅光治、石原莞尔等人紧急研究对策，一致认为此时是发动武力的“绝好机会”。石原主张应立即向全军下达“出动”攻击命令。本庄繁司令官开始对于这样重大的、超出关东军平时作战计划的行动尚有所犹豫。不久，又接到土肥原请求司令部派兵增援的紧急电报。石原莞尔着急地催促说“如不立即增援奉天，关东军将蒙受失败之辱。”本庄繁才最后下定决心，命令关东军主力 投入进攻奉天的战斗。奉命前来“阻止”的建川美次，在夜里的抢炮声中，被“好意”的卫兵守护在旅馆的客房内，以免被“暴戾”的中国军队袭击。于是乎，这个“消防员”就安安静静地待在屋子里了。
奉天城的抢炮声终于平息下来，一晚之间奉天城成了日本兵的天下，成群结队的日本兵扛着太阳旗，耀武扬威地招摇过市。关东军司令部也在占领当日迁至奉天城，驻扎在板垣事先安排好的中央广场前的东拓大楼。19日上午10时，日本内阁召开紧急会议，讨论关东军关于“柳条湖事件”的报告。在内阁会议上，若槻礼次郎首相和陆相南次郎均认为关东军发动武力是为了“自卫”。对此，内阁决定采取“不扩大”方针。会后，日本陆相和参谋总长马上分别向关东军发了电报，传达内阁“不扩大”方针，同时赞扬关东军的“决心和措施是适宜的”，“提高了日军的威望”，这无疑纵 容和支持了关东军的行动。
在日本国内的纵容下，关东军乘胜出兵吉林。继奉天落在日军手中之后，不久营口、凤凰城也被攻占，长春以南的重要军事重镇悉被攻占，很快地，吉林省全境已在关东军囊中。日军占领吉林后，板垣又置日本大本营关于“鉴于目前国内外之大局，暂不实行对北满积极作战”的命令于不顾，坚决主张继续进攻齐齐哈尔，进而占领黑龙江省。由于张学良对日本意图判断错误，命令东北军对日军所作所为不抵抗，近20多万东北军在日军的进B下节节败退，奉天东飞行场200余架战斗机，步抢8万支，机抢4000挺及各类军工厂均落入日军之手。由于丧失制空权，东北军最终退至关内。短短不到5个月的时间，从此，100多万平方公里的白山黑水，3000万的手足同胞，被日寇蹂躏与奴役达14年之久。 由于板垣在事件中的突出表现，得到了日本民众的一致叫好。
