在关东期间，他先后作出《扭转国运的根本国策在于解决满蒙问题案》、《从军事上看日美战争》、《满蒙问题之我见》，构建了所谓“石原构想”，其核心即“世界最终战争论”。
其后的四年间，石原莞尔组织了4次所谓“参谋旅行”，秘密潜入沈城、长春、哈尔滨、满洲里、海拉尔、山海关、锦州等地，收集情报，勘测地形，刺探奉军的训练、战备情况。
石原莞尔制定了《关东军占领满蒙计划》、《为解决满蒙问题的战争计划大纲》等全面侵略关东的详尽计划，还特别提出了“制造事件的谋略”，并就攻城、防御战术甚至武装占领后的统治问题，进行了深度分析和研究。
针对关东军兵力和武器装备上的劣势，石原莞尔提出了“以寡制众、速战速决”的策略，即“闪电般地歼灭奉天附近的奉军，推翻其指挥体系”。
石原莞尔认为奉军就是乌合之众，不堪一击。
他甚至狂妄地叫嚣：“我不用拔剑，用竹刀就足以吓退奉系军阀。”
在关东时，石原莞尔的上司是他在江城时的老上司和老同学——关东军高级参谋板垣征四郎，这两人可谓臭味相投，他们共同密谋策划侵略关东的计划。
两人的计划得到了花谷正、今田新太郎等几个关东军狂热参谋军官的响应，他们秘密形成了一个小团体，石原莞尔正是“大脑”。他们在每个星期六组织研究会，专门谋划如何侵略和统治满洲。
石原莞尔主持制定了“武装解决满蒙问题”的详尽方案。东洋国军部认为时机未到、准备不足，之前军部《解决满蒙问题方案大纲》拟定的军事行动时间在一年之后，必须事先进行充分的军事和内外舆论的准备。
东洋国内阁也认为过于激进，时机尚未成熟，担心会导致华夏国的强烈抵抗和西方国家的干涉制裁，主张先通过政治、经济等途径，逐渐实现侵华的目标，反对关东军鲁莽从事。
石原提出了他的判断：英、法、美由于经济危机以及绥靖政策，切身利益不大，无暇东顾；苏联因为“中东路事件”和奉军闹翻，又忙于国内的五年计划，乐得旁观；金陵方面则因国内混战和种种问题无力对外，只要不危及它的统治，它其实非常乐意各军阀和外国干仗，以坐收渔翁之利。
石原莞尔甚至判断：张少帅也只能捏着鼻子认了，原因一是不让蒋某人坐收渔翁之利；二是根据东洋国情报部门多年对奉军渗透的了解，他认为张少帅言过其实，没有敢于对抗的勇气和担当，只指望国联调停和列强干涉。
石原莞尔认为：只要关东军果断“下克上”行动，搞出有利的既成事实，把事情搞大了，东洋军部只能为他们兜着，内阁也拿他们没办法！
板垣征四郎、石原莞尔、花谷正、今田新太郎等核心野心军官，不顾东洋内阁和军部高层的反对，精心谋划，周密部署，他们决定孤注一掷地疯狂玩命赌一把！
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