日本关东军得到卢沟桥事变的消息后，于8日晨召开了会议，认为“乘此时机应对冀察给予一击”。
即向日军参谋本部报告：“鉴于华北形势，已以独立混成第1、第11旅团主力及航空兵一部作好立即出动的准备”
同时派参谋进关与“中国驻屯军”联系，陈述强硬意见。
日本驻朝鲜军司令官小矶国昭得到消息后也向参谋本部作了报告：“鉴于华北事件的爆发，已令第20师团的一部作好随时出动的准备”，主张“利用这一事件实行统治中国的雄图”。
在东京，日本陆军省大臣杉山元大将于8日深夜命令京都以西的各师团准备复员的2年兵约4万人延期复员。海军中央部亦迅速命令正在台湾演习的第3舰队返回中国上海原来的防地准备作战。
日方参谋本部并参考关东军和朝鲜军报告的备战部队情况，提出了一个用兵计划，准备调用关东军2个独立混成旅团、8个航空中队，调用朝鲜军1个师团，再从国内调出了3个师团进入华北。根据情况，必要时向山东方面再派出2个师团。
但是孙翔的出击破碎了日军参谋部的计划，日军不得已加大了派遣航空中队的数量，用以对抗中方空军。日本内阁对远东战事极为不满，陆机航空大队队长和‘中国驻屯军’司令官香月清司中将遭到日本各界批评，认为陆机航空大队没有看清中方空军的实力，致使日方损失四十架飞机。
在此同时，日本海军军令部和海军省经协商后也作出了相应的战争准备，并与参谋本部达成《陆、海军关于在华北作战的协定》。
《协定》中的“作战指导方针”为：“力求把作战地区限制在平津地方，在华中、华南不行使武力，但在不得已时，应保护在青岛、上海附近的日本侨民。陆海军要协同作战。在执行本协定时，要极力避免干预第三国的事情。”
“作战任务”中规定平津地方作战由陆军担任；海军负责运输和护卫，并协助在天津方面的陆军作战。
在华中和华南，以海军为主，担任警戒。根据情况发展，“限定在青岛、上海附近，陆、海军以必要的兵力协同担当之”。此外，陆、海军还达成了《关于华北作战的航空协定》，规定华北作战中航空力量主要由陆军担任，海军协助；在华中、华南，航空力量主要由海军担任。海军还强烈要求：战争波及华中和华南时，陆军派3个师团（最少2个师团）到华中作战。
这个协定意味着日本方面现在最拿得出手的96式舰载飞机要正式登陆中国战场了，海军飞机大规模骚扰华东，华中地区。
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